使用 TI KeyStone SoC 實現(xiàn)多標準無線基站

那么，OEM 廠商將如何全面實現(xiàn)平衡呢？為各個標準和現(xiàn)場配置構(gòu)建專有平臺并非解決之道。像大多數(shù)企業(yè)一樣，基站廠商也有商業(yè)盈利目標，那就是限制研發(fā)和產(chǎn)品支持費用并從資源的優(yōu)化配置中獲利。理想情況下，他們應擁有一套能從中生成多種配置以滿足不同運營商需求的基站平臺設計。由于軟件是一項重要的投資，并占據(jù)基站設計中的很大一部分，因而擁有一套軟件可移植性和可重用性的解決方案至關(guān)重要。OEM 廠商需要的通用硬件平臺能以極少的重復設計支持多種無線配置，從而能夠優(yōu)化研發(fā)成本、加速產(chǎn)品上市進程。為了應對這一挑戰(zhàn)，我們需要能大幅優(yōu)化軟件開發(fā)及重用性的通用基站片上系統(tǒng) (SoC) 平臺。

TI 提供理想的解決方案
TI 提供的通用 SoC 平臺使基站 OEM 廠商不僅能夠設計多標準平臺，而且還能創(chuàng)建特定于標準的平臺。TI 在此方面擁有獨特的優(yōu)勢。TI 功能強大的創(chuàng)新型 KeyStone 架構(gòu)可為基于通用軟件/硬件平臺之上的多種器件，從而可支持各種通用的無線標準，非常適用于從微小型單元到宏單元配置的各種解決方案。KeyStone 平臺使 OEM 廠商能通過以下詳述的兩種方案實現(xiàn)運營商的多標準目標。

KeyStone架構(gòu)多標準支持的第一步即在于 TI 的 KeyStone 架構(gòu)。該 KeyStone 架構(gòu)采用可同時提供具有定點和浮點處理能力的高級 DSP 內(nèi)核（C66x），從而使 OEM 廠商和運營商無論在現(xiàn)在當前的部署中還是在將來的高級天線和算法配置中都能實現(xiàn)差異化功能。該款擁有通用 I/O 接口及 SoC 基礎架構(gòu)的內(nèi)核使軟件的重復使用和移植變得簡單便捷。此平臺包含一套可優(yōu)化研發(fā)工作的通用工具，而且在通過單個解決方案平臺開發(fā)多個產(chǎn)品時能夠顯著加快上市進程。KeyStone 架構(gòu)見圖 1。

KeyStone 多內(nèi)核 SoC 架構(gòu)在業(yè)界率先提供了完整的多核性能。KeyStone 可為所有的處理內(nèi)核、外設、協(xié)處理器和I/O 接口提供非阻塞接入。部分能充分發(fā)揮多內(nèi)核性能的創(chuàng)新功能包括：多內(nèi)核導航器、TeraNet、多內(nèi)核共享存儲器控制器 (MSMC) 和超連結(jié)。

4

圖 1 –－ TI KeyStone 多內(nèi)核 SoC 架構(gòu)：理想適用于多標準實施

多內(nèi)核導航器 — TI 多內(nèi)核導航器是一款基于分組的創(chuàng)新型管理器，能夠控制 8,192 個隊列且能在各種子系統(tǒng)之間提取連接。多內(nèi)核導航器擁有可實現(xiàn)通信、數(shù)據(jù)傳輸以及任務管理的統(tǒng)一接口以及“一次性零拷貝復制”范式，能夠以更少的中斷數(shù)和更低的軟件復雜度實現(xiàn)更高的系統(tǒng)性能。

我們以多內(nèi)核導航器的運行原理為例，多內(nèi)核導航器不僅能夠進行任務調(diào)度，面且還能在無需外部管理的情況下指示下一個空閑的 DSP 內(nèi)核讀取任務并進行處理。其可從如下幾個方面簡化軟件架構(gòu)并提高基站的性能。
• 動態(tài)資源/負載共享
• 跨子系統(tǒng)通信時可減輕 CPU 的開銷/延遲
• 基于硬件的任務優(yōu)先級排序
• 動態(tài)負載平衡
• 適用于所有 IP 模塊（軟件、I/O 和加速器）的通用通信方法

多內(nèi)核導航器可在無需 CPU 干預的情況下控制數(shù)據(jù)流，從而釋放移動數(shù)據(jù)所需的 CPU 周期，并能將片上通信速率提高達每秒20 億條消息。此外，其還能大幅簡化軟件架構(gòu)，以使開發(fā)周期更短、資源利用更合理。

使用 TI KeyStone SoC 實現(xiàn)多標準無線基站 2011 年 2 月

5
TeraNet — TeraNet 采用層級交換結(jié)構(gòu)，能夠在 SoC 內(nèi)組合交付超過 2Tb 的數(shù)據(jù)傳輸帶寬。這從本質(zhì)上確保了內(nèi)核或協(xié)處理器再也不會缺少數(shù)據(jù)，并能夠交付名符其實的處理能力。由于交換結(jié)構(gòu)屬于層級式而非常平坦的縱橫式，因而整體功耗能夠在空閑狀態(tài)下大幅降低，并能以最小的時延提供非常高的性能，這也是新一代基站的關(guān)鍵要求。

多核共享存儲控制器 (MSMC) – MSMC 是一種可用于增強性能的獨特存儲器架構(gòu)。MSMC 允許內(nèi)核在不使用任何 TeraNet 帶寬的條件下直接訪問共享存儲器。MSMC 可在各內(nèi)核和其他 IP 模塊之間對共享存儲器的存取進行判優(yōu)，從而消除了存儲器爭用的情況發(fā)生。DDR3 外部存儲器接口 (EMIF) 可直接連接至 MSMC，從而不僅可減少與外部存儲器獲取相關(guān)的時延，而且還能提高速度并支持基站應用的需求。

超鏈接 — 超鏈接是一個具有 50Gbps 總吞吐量的互連協(xié)議，其可實現(xiàn)高速度的低協(xié)議層通信以及與其他 KeyStone、FPGA 或 ASIC 設備的互連互通，并能夠提供從主器件到同伴器件的透明的存儲器映射接入。這就能夠大幅簡化軟件編程，并為 OEM 廠商實現(xiàn)可擴展的解決方案提供了無縫路徑。

這一系列功能強大且高度靈活的 SoC 組件是設計高效率多標準基站的關(guān)鍵。鑒于 2G、3G、4G 系統(tǒng)之間存在各種復雜性，頻分復用系統(tǒng)對時分復用系統(tǒng)的挑戰(zhàn)性以及區(qū)域部署的多變性，若不從一個堅實的基礎開始，想要在所有的平臺上使用通用的 SoC 等于紙上談兵。