將MicroTCA導入無線基帶設計

MicroTCA正在成為嵌入信號處理應用，尤其是高性能的多處理器系統(tǒng)中日益普及的標準。這些標準采用了可滿足“運營商級”電信設備需求的先進中間卡（AdvancedMC），從而找到了進入電信應用的途徑，如無線基帶處理。

無線基帶處理是一種高需求的應用，它需要高能效的解決方案。任何系統(tǒng)還必須柔性地適應多種標準的要求，并適應快速發(fā)展的各個電信標準。本文討論了設計過程中的各種因素，包括處理器、互連和軟件平臺的選擇。

對于這種靈活、高性能的應用，處理器的主要選擇是DSP和FPGA。過去，DSP 是標準的解決方案，但FPGA供應商已經提高了自己的信號處理能力：今天的很多應用得益于一種結合DSP和FPGA的混合式多處理器系統(tǒng)。一個高速互連能夠使一個子系統(tǒng)包含多個DSP（如3或4個）和一個FPGA，使設計者提供正確的性能組合，去滿足自己的系統(tǒng)要求。

當硅片供應商繼續(xù)增加自己的DSP和FPGA性能，并增加多個核心來提升馬力時，嵌入系統(tǒng)設計者必須確保自己的數據交換架構能跟上這個步伐。分布式應用需要多種層次上的互連：一塊電路板上的芯片之間、一個背板上的電路板之間以及多個機架之間的互連。

一個具有2x2多輸入多輸出（MIMO）的20MHz WiMAX基帶系統(tǒng)要求大約1.5Gbps的天線數據速率。支持三扇區(qū)的典型基站要求超過4.5Gbps的聯(lián)合接口速率，它可以通過三個獨立的射頻頭連接或一個鏈式單連接而得到支持。基于開放標準的接口（如CPRI或OBSAI）可以用于數據的成幀。當支持信道采用擴頻技術編碼（如CDMA）的MIMO系統(tǒng)時，所有基帶處理塊都有來自所有天線的數據。

除了原始性能以外，設計者還必須考慮自己所選結構的成本，包括初始投資費用和運營成本。他們還應尋求標準接口，使自己的設計能夠實現跨不同平臺的重用，包括現在與未來，并且能夠從支持標準的一系列供應商中作出選擇。

無線基帶信號處理的互連

對于高性能信號處理應用，現在一般考慮四種結構：InfiniBand、PCI Express(PCIe)、以太網和Serial RapidIO(SRIO)。

InfiniBand開始有英特爾公司的強大支持，但該公司后來停止了自己的開發(fā)支持，轉向支持PCI Express。InfiniBand設計為一種交換式結構互連，可以用于局域網和企業(yè)網，但近來更多地定位在存儲應用。雖然從技術方面它提供很好的特性，尤其是在管理方面，但它并未設法在嵌入應用中立足，而且沒有供它使用的AdvancedMC規(guī)范。

PCIe是PCI的串行版，提供每通路(lane)最大2.5Gbps的數據速率，一般MicroTCA中每個AdvancedMC限制為四通路。PCIe特別適合作為一種快速低成本的外設、I/O與主處理器的連接方式。它還有良好的支持和不錯的采用數量，有些DSP和FPGA供應商把它作為一種原生接口。不過，在超過一定數量設備情況下，PCIe并不具有良好的縮放性，并且不適合多主處理器環(huán)境，如機架互連。

因此，PCIe一般用于與一個獨立數據結構相關的點對點連接，反映在最近公布的SCOPE Alliance AdvancedMC Hardware Profile上。很多情況下，實際上是在以太網（千兆和10GigE）與SRIO之間作數據結構的選擇。

在很多應用類型中，以太網都是一種常見的選擇。WiMax和LTE是以太網上的 IP技術。以太網用于基站回程網的傳輸正在引起注意。千兆以太網今天已發(fā)展出不同版本，得到廣泛使用，10GigE通過XAUI標準在 AdvancedMC中得到支持。自從以太網在廣域網中的早期應用以來，它已變得無處不在。

千兆以太網提供點對點的分組架構，數據包大小可變。MicroTCA用其作為基本結構，幾乎確保能得到控制平面上機架內所有AdvancedMC的支持。現在沒有針對千兆以太網的通用服務質量（QoS）標準，越來越多的路由器與交換機提供一些QoS特性，使基本結構也能用于低帶寬的數據平面?zhèn)鬏敗?/span>