為多處理器系統(tǒng)選擇最佳設(shè)計(jì)方案
互連的重要性
讓我們回到先前那個(gè)無線基帶處理的例子。如今一個(gè)一般的WiMAX基帶系統(tǒng)可以每個(gè)基站擁有24~48個(gè)天線數(shù)據(jù)流,數(shù)據(jù)速率可以達(dá)到每個(gè)數(shù)據(jù)流123 Mbps。這樣天線數(shù)據(jù)的總速率就達(dá)到了3~6 Gbps。
在以通過CDMA等擴(kuò)展頻譜技術(shù)編碼的通道來支持多輸入多輸出(MIMO)系統(tǒng)的同時(shí),所有基帶處理區(qū)塊還要獲得來自所有廣播天線的數(shù)據(jù)。為了實(shí)現(xiàn)這樣的良好性能,關(guān)鍵是要有一個(gè)高效的低延遲互連。
相比于以太網(wǎng),Serial RapidIO (SRIO)的協(xié)議過空更低,而且它和PCI Express不一樣,可以支持多個(gè)主站,所以SRIO在這種多天線系統(tǒng)中正日益流行。此外,SRIO的多點(diǎn)傳送功能在面向這類應(yīng)用的分布式系統(tǒng)中也是非常重要的。
SRIO還很適合于其它高性能信號(hào)處理應(yīng)用,包括雷達(dá)、成像和信號(hào)智能等。在這里,多點(diǎn)傳送可以成為一個(gè)非常有用的功能,比如在數(shù)據(jù)需要被發(fā)送到多個(gè)DSP的IPTV服務(wù)器等視頻處理應(yīng)用中。
在適應(yīng)外部天線時(shí),F(xiàn)PGA方案會(huì)有一些困難。如今,執(zhí)行一個(gè)SRIO接口所需要的邏輯元件可以達(dá)到數(shù)千個(gè)門極,這個(gè)接口相比于DSP的硬連線接口來說是很珍貴的。FPGA廠商也實(shí)現(xiàn)了這一點(diǎn),比如Xilinx的Virtex-5就推出了一個(gè)硬核PCI-Express接口。要避免這樣產(chǎn)生的成本,有一個(gè)很好的辦法就是利用一個(gè)FPGA來作為一個(gè)DSP的協(xié)處理器,其中FPGA和DSP通過DSP的外部存儲(chǔ)器接口總線來連接,讓數(shù)據(jù)能以較低的成本或者DSP處理器過空從邏輯元件的FPGA發(fā)送出來并發(fā)回到FPGA。
一個(gè)混合式DSP/FPGA系統(tǒng)中的無線基帶處理
為了理解對(duì)于設(shè)計(jì)人員的含義,我們可以來看看上面所討論的一個(gè)用于WiMax的特殊方案,以及該方案如何在一個(gè)DSP/FPGA多處理器板上應(yīng)用。3~6 Gbps的天線數(shù)據(jù)對(duì)于C6455這樣的一個(gè)DSP來說太大了,所以天線數(shù)據(jù)的處理就需要一個(gè)ASIC或FPGA來進(jìn)行。
以CommAgility的AMC-D4F1 (包含了4個(gè)C4655 DSP和1 個(gè)FPGA)為例,其中天線數(shù)據(jù)的處理就是由Xilinx FPGA完成的。AMC-D4F1的卡上FPGA和AdvancedMC結(jié)構(gòu)之間的SRIO連接最適合用來將天線數(shù)據(jù)從MicroTCA基架的無線電卡上傳輸?shù)阶鳛榛鶐幚砜ǖ腁MC-D4F1。
在另一方面,WiMAX用戶數(shù)據(jù)每通道的速度大約為19Mbps,而C6455 DSP則可以輕松處理多個(gè)用戶通道。AMC-D4F1上的三個(gè)DSP有一個(gè)連接到FPGA的32位125MHz的外部存儲(chǔ)器接口,而每個(gè)DSP有一個(gè)64位接口。這樣就構(gòu)成了一個(gè)速度至少4 Gbps的接口,讓每個(gè)DSP可以處理超過100個(gè)用戶通道。
AMC-D4F1的背板SRIO連接性讓系統(tǒng)集成者可以配置多張卡來擴(kuò)大到所需的基站尺寸,并使得廠商能夠采用一個(gè)隨需付費(fèi)方案來部署基站。這是將資本支出最小化并獲得收入的一個(gè)重要因素。
評(píng)論