TMS320TCI6618-TI 高性能LTE物理層解決方案

算法的信號(hào)處理開銷，能夠支持雙通道20 MHz、300 Mbps 下行鏈接、150 Mbps 上行鏈接的2x2 多輸入多輸出(MIMO) 解決方案。此外，與3G 系統(tǒng)相比，LTE 還可使用OFDM 和上下行鏈路多輸入與多輸出(MIMO) 技術(shù)實(shí)現(xiàn)顯著的性能提升。

LTE 使用OFDM 支持無線電廣播傳輸，從而能夠提供穩(wěn)定的傳輸機(jī)制來避免惡劣信道條件下的性能衰減、窄帶同頻串?dāng)_、碼間干擾和衰減。此外，其還可提供對(duì)時(shí)間同步錯(cuò)誤的高頻譜效率及低靈敏度。

LTE 下行鏈路處理使用帶循環(huán)前綴的多載波OFDM 傳輸方式。在上行鏈路，帶有循環(huán)前綴的寬帶單載波OFDM 傳輸能夠大幅減少所傳輸信號(hào)的瞬時(shí)功耗變化。快速傅里葉變換(FFT)能夠?yàn)镺FDM 調(diào)制解調(diào)提供低復(fù)雜度的高效率實(shí)施方案。

圖2LTE MIMO 信道模型為了提升性能，LTE 同時(shí)在發(fā)送器和接收機(jī)中都采用了使用MIMO 天線的智能無需額外增加帶寬或發(fā)送功率就能顯著提高數(shù)據(jù)吞吐量并擴(kuò)大頻率覆蓋

多天線上行鏈路MIMO 接收機(jī)技術(shù)能夠有助于提高信噪比。在接收機(jī)主要受噪音損害時(shí)

最大比合并(MRC) 是一種非常有效的天線合并策略。在干擾幅度非常強(qiáng)的信道條件下，最小均方誤差(MMSE) 結(jié)合技術(shù)是確定最小化均方誤差的天線加權(quán)矢量的極佳方案。MMSE

MIMO 均衡的浮點(diǎn)實(shí)施可顯著減低計(jì)算復(fù)雜度，并實(shí)現(xiàn)極高性能，從而成就了高效率的

LTE MIMO 接收機(jī)。

LTE 推動(dòng)器 TCI6618 SoC 是TI TMS320C66x DSP 多內(nèi)核系列成員。其基于TI 最新的KeyStone多內(nèi)核架構(gòu)之上，適用于高性能的無線基礎(chǔ)局端應(yīng)用，是用以應(yīng)對(duì)LTE 設(shè)計(jì)挑戰(zhàn)的完美方案。圖3 闡述了該器件的特性和處理組件。

高性能物理層解決方案方框圖

TCI6618 針對(duì)LTE 的多內(nèi)核架構(gòu)在業(yè)界率先提供了一種可將精簡指令集計(jì)算機(jī)(RISC)和DSP 內(nèi)核同專

主要特性 用協(xié)處理器和I/O 高度集成在一起的高性能結(jié)構(gòu)。此外，KeyStone 也是業(yè)界第一款能夠?yàn)樗刑幚韮?nèi)核、外設(shè)、協(xié)處理器以及I/O 提供足夠內(nèi)部帶寬以實(shí)現(xiàn)非阻塞、零延遲接入的多內(nèi)核架構(gòu)。這主要得益于4 種硬件的支持，如多內(nèi)核導(dǎo)航器、TeraNet、多內(nèi)核共享存 儲(chǔ)器控制器及超鏈接。多內(nèi)核導(dǎo)航器是一種基于分組的創(chuàng)新型管理器，能夠?qū)?,192 個(gè)隊(duì)列進(jìn)行控制。當(dāng)向向各隊(duì)列分配任務(wù)時(shí)，多內(nèi)核導(dǎo)航器可提供硬件加速的調(diào)度，以直接將任務(wù)指向相關(guān)的可用硬件?；诜纸M的SoC 可使用2Tbp 容量的TeraNet 交換中心資源進(jìn)行分組傳輸。多內(nèi)核共享存儲(chǔ)器控制器能夠在無需耗用容量的情況下允許處理內(nèi)核直接訪問共享存儲(chǔ)器，因而能夠避免因存儲(chǔ)器接入造成分組傳輸?shù)难舆t。超鏈接可提供50 Gbps 的芯片級(jí)互連，使SoC 能夠協(xié)同工作。其極低的協(xié)議開銷和高吞吐量特性使超鏈接成為芯片對(duì)芯片互連的理想接口。超鏈接與多內(nèi)核導(dǎo)航器協(xié)同工作，可將任務(wù)透明性地分派給串聯(lián)設(shè)備，而且執(zhí)行這些任務(wù)就如同在其本地資源上運(yùn)行一樣。

C66x 內(nèi)核TCI6618 具有四個(gè)支持定點(diǎn)與浮點(diǎn)運(yùn)算操作的1.2-GHz C66x 內(nèi)核。其可提供1.2條件下每秒153.6 GMAC 的定點(diǎn)運(yùn)算性能以及每秒76.8 GFLOP 的浮點(diǎn)運(yùn)算性能。指令集架構(gòu)新增了90 條全新的高性能指令，尤其是浮點(diǎn)指令與矢量信號(hào)處理指令，從而能夠支持16 位數(shù)據(jù)的雙路單指令多數(shù)據(jù)(SIMD) 操作以及8 位數(shù)據(jù)的四路SIMD 操作。該款超長指令字架構(gòu)可支持8 個(gè)同步問題，并為復(fù)數(shù)計(jì)算和矩陣處理進(jìn)行了優(yōu)化。其具有更低時(shí)延的浮點(diǎn)能力與對(duì)MAC 性能的4 倍速增強(qiáng)，不僅顯著加速了LTE MIMO 的均衡，同時(shí)還提高了LTE 所需的大部分DSP 處理能力。