隨著國內(nèi)3G牌照的發(fā)放，3G正在以前所未有的速度向前發(fā)展，而相比2G/2.5G時(shí)代，3G所能提供的豐富的多媒體應(yīng)用，大流量數(shù)據(jù)、視頻傳輸?shù)榷紝?duì)其基礎(chǔ)設(shè)施數(shù)據(jù)處理能力提出了更高的要求。多核DSP和高端FPGA產(chǎn)品正在基站發(fā)揮著越來越重要的作用。 3G引發(fā)新興應(yīng)用，DSP、FPGA協(xié)同工作 3G的高帶寬、大流量特性帶來了全新的通訊業(yè)務(wù)模式?！半S著2009年中國3G大幕的拉開，包括HSUPA、HSDPA及HSPA+等在內(nèi)的新興高速數(shù)據(jù)應(yīng)用將進(jìn)入該市場(chǎng)?！盩I中國區(qū)DSP業(yè)務(wù)開發(fā)經(jīng)理郝曉鵬指出，“例如類似于社會(huì)網(wǎng)絡(luò)和YouTube等數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)型的應(yīng)用，3G時(shí)代的到來使得這些全新的數(shù)據(jù)密集型應(yīng)用成為可能，并將推動(dòng)HSPA、HSPA+等3G技術(shù)的發(fā)展速度邁上一個(gè)新臺(tái)階?！?飛思卡爾網(wǎng)絡(luò)部亞太區(qū)業(yè)務(wù)拓展副總監(jiān)曲大健對(duì)上述觀點(diǎn)也表示贊同。他指出，隨著3G的普及，以往需要大數(shù)據(jù)量傳輸?shù)臄?shù)據(jù)服務(wù)也將會(huì)隨之走向大眾。“3G/3.5G提供的高帶寬對(duì)這些服務(wù)的推廣起到了決定性作用。”

王冬剛：當(dāng)系統(tǒng)從3G到4G演進(jìn)的時(shí)候，對(duì)于器件性能要求大幅度增加，F(xiàn)PGA管腳兼容的特性使得系統(tǒng)能夠在沒有硬件PCB改動(dòng)的情況下迅速升級(jí)。rEHesmc

盡管手機(jī)電視、移動(dòng)平面媒體、移動(dòng)搜索、交互游戲等一系列豐富多彩的3G應(yīng)用讓人期待，另一方面，基站處理器的負(fù)擔(dān)也正在加重?！案爬ㄆ饋恚褪歉?、更強(qiáng)、更靈活?！盇ltera產(chǎn)品市場(chǎng)經(jīng)理王冬剛說道，“基站RRU和BBU(基帶處理單元)要求處理器速度更快，滿足高數(shù)據(jù)吞吐的要求，性能更強(qiáng)滿足高帶寬的要求，并且還要更靈活，滿足不斷演進(jìn)的通信標(biāo)準(zhǔn)的要求?！?現(xiàn)在，設(shè)備制造商普遍開始使用多核DSP來提升處理能力，降低系統(tǒng)價(jià)格及設(shè)備功耗。高速FPGA產(chǎn)品則作為一項(xiàng)有益的補(bǔ)充，在3G基站中發(fā)揮著重要作用。郝曉鵬指出，DSP在管路計(jì)算和柔性調(diào)度方面表現(xiàn)出色?！凹闪烁嘤布铀倨?，如天線接口、切片速率處理、信道解碼器、網(wǎng)絡(luò)化處理器等之后，在基帶處理方面，DSP正在向SoC過渡?！盕PGA的靈活性則可以彌補(bǔ)DSP的短板。具體來看，在BBU中，F(xiàn)PGA和DSP協(xié)同處理完成應(yīng)用。在IF處理中，則以FPGA為主。在BBU中，F(xiàn)PGA的功能包括系統(tǒng)互聯(lián)構(gòu)成，F(xiàn)PGA和DSP實(shí)現(xiàn)協(xié)同處理。 FPGA在性能和靈活度上補(bǔ)充多核DSP的不足體現(xiàn)在在MIMO、Turbo碼的處理上，F(xiàn)PGA能夠提供更快的硬件加速。此外，如果用戶傾向于未來使用自己的ASIC(包括結(jié)構(gòu)化ASIC)，F(xiàn)PGA的算法實(shí)現(xiàn)則是必需的前期驗(yàn)證環(huán)節(jié)。“因?yàn)镕PGA硬件可編程，可以靈活完成演進(jìn)的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的任務(wù)?！蓖醵瑒偙硎?。 “就目前的發(fā)展而言，DSP由于其在靈活性、可編程性、價(jià)格以及功耗等各個(gè)方面的優(yōu)勢(shì)，仍然是基帶信號(hào)處理最廣泛應(yīng)用的方案。而FPGA多數(shù)用于對(duì)系統(tǒng)和算法中一些相對(duì)固定的部分提供硬件加速功能?！鼻蠼≌f道。 多核DSP、FPGA提升3G基站性能 對(duì)于基于擴(kuò)頻技術(shù)的無線通信制式來講，擴(kuò)頻域需要芯片具有極高速的處理能力。這對(duì)承擔(dān)擴(kuò)頻域處理任務(wù)的DSP來說無疑是一項(xiàng)巨大的挑戰(zhàn)?，F(xiàn)在的TD-SCDMA和WCDMA基站每個(gè)扇區(qū)都需要用到多片高速DSP來承擔(dān)擴(kuò)頻域信號(hào)的處理工作。而當(dāng)3G工作在一些比2G更高的頻段上，其無線信號(hào)的衰減也比較快?！安渴鹁W(wǎng)絡(luò)時(shí)需要設(shè)立大量的基站來覆蓋用戶區(qū)域，而這對(duì)用于基站的高性能DSP而言，將是一個(gè)非?？捎^的市場(chǎng)?！鼻蠼”硎?。 衡量多核DSP的性能有三個(gè)標(biāo)準(zhǔn)。首先是總擁有成本。借助硬件加速器，設(shè)備制造商無需DSP核和外部加速器就能實(shí)現(xiàn)信道解碼，以及WCDMA和TD-SCDMA中的Rake處理。這樣就節(jié)省了功耗、外部組件數(shù)以及熱設(shè)計(jì)，從而為用戶創(chuàng)造了很高的總擁有成本價(jià)值。其次，運(yùn)營商對(duì)功效和綠色基站收發(fā)臺(tái)的需求。最后，內(nèi)核數(shù)量、加速器和內(nèi)部存儲(chǔ)架構(gòu)間的良好平衡。這將有助于實(shí)現(xiàn)最佳的通道密度，以及系統(tǒng)升級(jí)。以TI多核DSP為例，郝曉鵬介紹道，基于多核DSP領(lǐng)域內(nèi)最新的硅節(jié)點(diǎn)技術(shù)和針對(duì)DSP供電的Smart Reflex技術(shù)，可提供良好的功效。并且，考慮到某些計(jì)算密集型因素，TI針對(duì)基帶處理的DSP SoC包含了硬件加速器，實(shí)現(xiàn)了低成本和低功耗的雙豐收。 FPGA對(duì)于3G的貢獻(xiàn)則體現(xiàn)在數(shù)字中頻方案中，如BBU以及RRU中的協(xié)議接口實(shí)現(xiàn)。Altera的中頻方案主要包括DDC/DUC(數(shù)字上下變頻)、CFR(Crest Factor Reduction)和DPD(數(shù)字預(yù)失真)，這些方案在縮短開發(fā)時(shí)間以及提高設(shè)計(jì)生產(chǎn)力方面非常有益。王冬剛指出，對(duì)于WCDMA，客戶在BBU方面多采用自己的ASIC。而在TD-SCDMA市場(chǎng)，Altera提供基帶處理關(guān)鍵模塊，和用戶邏輯一起構(gòu)成SoC的單芯片方案，結(jié)合Hardcopy ASIC，為用戶提供易于擴(kuò)展的降低成本的方案。 向下一代網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)演進(jìn) 盡管3G仍然在部署之中，但下一代網(wǎng)絡(luò)需求也已經(jīng)提上日程。無線基站標(biāo)準(zhǔn)正在向兩個(gè)方向演進(jìn)，其中之一便是對(duì)多種無線模式的支持(TD-SCDMA、WCDMA、Wimax等)，直至最終LTE的統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)。因此，設(shè)計(jì)同時(shí)支持現(xiàn)有3G通信標(biāo)準(zhǔn)和下一代標(biāo)準(zhǔn)的基站需求變得迫切。帶來的挑戰(zhàn)則包括天線數(shù)據(jù)的高吞吐量、信號(hào)處理的低延遲率、支持多種標(biāo)準(zhǔn)以及低功耗等，郝曉鵬指出。

曲大?。篖TE真正的商用要到2011年以后。rEHesmc

當(dāng)DSP從過去的單核過渡到四核，再到多核時(shí)，不只是提供了更強(qiáng)的處理能力，同時(shí)也對(duì)DSP的研發(fā)工作提出了新的挑戰(zhàn)。設(shè)計(jì)人員必須對(duì)以往的應(yīng)用程序做更多的優(yōu)化，以充分利用四核DSP提供的處理能力。一般而言，內(nèi)核越多，程序優(yōu)化越困難。曲大健指出，這些優(yōu)化工作往往不是開發(fā)系統(tǒng)和編譯器能完成的，而是需要大量的高素質(zhì)人才來手工完成。另一方面，則是功耗，這也是多核心環(huán)境下在系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)上要考慮的一個(gè)重要問題。過高的耗電會(huì)造成散熱困難進(jìn)而影響系統(tǒng)的穩(wěn)定性。其次，把更多的處理核心集成到一起需要更精細(xì)的制造工藝，例如45nm甚至更窄的線寬。這不但會(huì)提高制造成本，也是在多核環(huán)境下要考慮的問題。“四核DSP技術(shù)是根據(jù)市場(chǎng)和用戶的需求而設(shè)計(jì)出來的產(chǎn)品。今后的DSP技術(shù)的發(fā)展仍將按照市場(chǎng)需求進(jìn)一步發(fā)展、更新?！鼻蠼≌f道，“而究竟需要多少個(gè)內(nèi)核則完全依賴于市場(chǎng)和用戶的綜合需求狀況?！?目前飛思卡爾主推的是第二代四核DSP—MSC8144。該產(chǎn)品具有大量的片上內(nèi)存，并且支持包括串行高速總線(sRIO)在內(nèi)的眾多接口。在TD-SCDMA的基帶信號(hào)處理以及視頻編解碼方面得到了廣泛的采用和認(rèn)可。 來看FPGA在下一代通信標(biāo)準(zhǔn)基站中的應(yīng)用。下一代通信標(biāo)準(zhǔn)基站要求更高的接口速率，如支持LTE的CPRI標(biāo)準(zhǔn)將演進(jìn)到6G和更高的處理能力，LTE中的MIMO、 Turbo處理要求更高的吞吐率，以及需要更高的乘法器和片上RAM單元，同時(shí)低功耗也是必須的。王冬剛表示，Altera的方案提供共協(xié)議的硬件平臺(tái)可以幫助設(shè)備廠商實(shí)現(xiàn)從3G向LTE的快速過渡。這些協(xié)議包括WCDMA、CDMA2000、WIMAX、TDD-LTE、FDD-LTE。他認(rèn)為，從快速可擴(kuò)展的角度來說，當(dāng)系統(tǒng)從3G到4G演進(jìn)的時(shí)候，對(duì)于器件性能要求會(huì)大幅度增加，F(xiàn)PGA管腳兼容的特性使得系統(tǒng)能夠在沒有硬件PCB改動(dòng)的情況下迅速升級(jí)，滿足性能的要求。 3G向LTE的演進(jìn)似乎已是眾望所歸，然而何時(shí)將演進(jìn)到LTE? “從技術(shù)的角度來說，2010年是技術(shù)時(shí)間點(diǎn)。蜂窩通信系統(tǒng)已經(jīng)歷了幾代的發(fā)展。最新的技術(shù)發(fā)展從2.5G到3G網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)信息娛樂和其它多媒體應(yīng)用。3G以后，諸如HSDPA和CDMA2000 1xEV DV標(biāo)準(zhǔn)等新標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)被批準(zhǔn)。而從商用的角度說，則取決于市場(chǎng)?！蓖醵瑒傉f道。TI和飛思卡爾則認(rèn)為L(zhǎng)TE可能會(huì)在2012~2015年左右在全球范圍內(nèi)被大規(guī)模采用?！岸诖酥耙矔?huì)被部署在世界上很多地區(qū)?！焙聲赠i說道。