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時代，3G所能提供的豐富的多媒體應用，大流量數(shù)據(jù)、視頻傳輸?shù)榷紝ζ浠A設施數(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)應用將進入該市場。”TI中國區(qū)DSP業(yè)務開發(fā)經(jīng)理郝曉鵬指出，“例如類似于社會網(wǎng)絡和YouTube等數(shù)據(jù)驅動型的應用，3G時代的到來使得這些全新的數(shù)據(jù)密集型應用成為可能，并將推動HSPA、HSPA+等3G技術的發(fā)展速度邁上一個新臺階。” 飛思卡爾網(wǎng)絡部亞太區(qū)業(yè)務拓展副總監(jiān)曲大健對上述觀點也表示贊同。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)服務也將會隨之走向大眾。“3G/3.5G提供的高帶寬對這些服務的推廣起到了決定性作用?！?

王冬剛：當系統(tǒng)從3G到4G演進的時候，對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改動的情況下迅速升級。rEHesmc

盡管手機電視、移動平面媒體、移動搜索、交互游戲等一系列豐富多彩的3G應用讓人期待，另一方面，基站處理器的負擔也正在加重?！案爬ㄆ饋?，就是更快、更強、更靈活?！盇ltera產(chǎn)品市場經(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，性能更強滿足高帶寬的要求，并且還要更靈活，滿足不斷演進的通信標準的要求?！?現(xiàn)在，設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)價格及設備功耗。高速FPGA產(chǎn)品則作為一項有益的補充，在3G基站中發(fā)揮著重要作用。郝曉鵬指出，DSP在管路計算和柔性調(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DSP的短板。具體來看，在BBU中，F(xiàn)PGA和DSP協(xié)同處理完成應用。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)構成，F(xiàn)PGA和DSP實現(xiàn)協(xié)同處理。 FPGA在性能和靈活度上補充多核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(包括結構化ASIC)，F(xiàn)PGA的算法實現(xiàn)則是必需的前期驗證環(huán)節(jié)?！耙驗镕PGA硬件可編程，可以靈活完成演進的標準規(guī)定的任務?！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、價格以及功耗等各個方面的優(yōu)勢，仍然是基帶信號處理最廣泛應用的方案。而FPGA多數(shù)用于對系統(tǒng)和算法中一些相對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 對于基于擴頻技術的無線通信制式來講，擴頻域需要芯片具有極高速的處理能力。這對承擔擴頻域處理任務的DSP來說無疑是一項巨大的挑戰(zhàn)。現(xiàn)在的TD-SCDMA和WCDMA基站每個扇區(qū)都需要用到多片高速DSP來承擔擴頻域信號的處理工作。而當3G工作在一些比2G更高的頻段上，其無線信號的衰減也比較快。“部署網(wǎng)絡時需要設立大量的基站來覆蓋用戶區(qū)域，而這對用于基站的高性能DSP而言，將是一個非常可觀的市場?！鼻蠼”硎尽?衡量多核DSP的性能有三個標準。首先是總擁有成本。借助硬件加速器，設備制造商無需DSP核和外部加速器就能實現(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)以及熱設計，從而為用戶創(chuàng)造了很高的總擁有成本價值。其次，運營商對功效和綠色基站收發(fā)臺的需求。最后，內(nèi)核數(shù)量、加速器和內(nèi)部存儲架構間的良好平衡。這將有助于實現(xiàn)最佳的通道密度，以及系統(tǒng)升級。以TI多核DSP為例，郝曉鵬介紹道，基于多核DSP領域內(nèi)最新的硅節(jié)點技術和針對DSP供電的Smart Reflex技術，可提供良好的功效。并且，考慮到某些計算密集型因素，TI針對基帶處理的DSP SoC包含了硬件加速器，實現(xiàn)了低成本和低功耗的雙豐收。 FPGA對于3G的貢獻則體現(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)字預失真)，這些方案在縮短開發(fā)時間以及提高設計生產(chǎn)力方面非常有益。王冬剛指出，對于WCDMA，客戶在BBU方面多采用自己的ASIC。而在TD-SCDMA市場，Altera提供基帶處理關鍵模塊，和用戶邏輯一起構成SoC的單芯片方案，結合Hardcopy ASIC，為用戶提供易于擴展的降低成本的方案。 向下一代網(wǎng)絡標準演進 盡管3G仍然在部署之中，但下一代網(wǎng)絡需求也已經(jīng)提上日程。無線基站標準正在向兩個方向演進，其中之一便是對多種無線模式的支持(TD-SCDMA、WCDMA、Wimax等)，直至最終LTE的統(tǒng)一標準。因此，設計同時支持現(xiàn)有3G通信標準和下一代標準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、信號處理的低延遲率、支持多種標準以及低功耗等，郝曉鵬指出。

曲大?。篖TE真正的商用要到2011年以后。rEHesmc

當DSP從過去的單核過渡到四核，再到多核時，不只是提供了更強的處理能力，同時也對DSP的研發(fā)工作提出了新的挑戰(zhàn)。設計人員必須對以往的應用程序做更多的優(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)硬件設計上要考慮的一個重要問題。過高的耗電會造成散熱困難進而影響系統(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的制造工藝，例如45nm甚至更窄的線寬。這不但會提高制造成本，也是在多核環(huán)境下要考慮的問題。“四核DSP技術是根據(jù)市場和用戶的需求而設計出來的產(chǎn)品。今后的DSP技術的發(fā)展仍將按照市場需求進一步發(fā)展、更新?！鼻蠼≌f道，“而究竟需要多少個內(nèi)核則完全依賴于市場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的基帶信號處理以及視頻編解碼方面得到了廣泛的采用和認可。 來看FPGA在下一代通信標準基站中的應用。下一代通信標準基站要求更高的接口速率，如支持LTE的CPRI標準將演進到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)議的硬件平臺可以幫助設備廠商實現(xiàn)從3G向LTE的快速過渡。這些協(xié)議包括WCDMA、CDMA2000、WIMAX、TDD-LTE、FDD-LTE。他認為，從快速可擴展的角度來說，當系統(tǒng)從3G到4G演進的時候，對于器件性能要求會大幅度增加，F(xiàn)PGA管腳兼容的特性使得系統(tǒng)能夠在沒有硬件PCB改動的情況下迅速升級，滿足性能的要求。 3G向LTE的演進似乎已是眾望所歸，然而何時將演進到LTE? “從技術的角度來說，2010年是技術時間點。蜂窩通信系統(tǒng)已經(jīng)歷了幾代的發(fā)展。最新的技術發(fā)展從2.5G到3G網(wǎng)絡，實現(xiàn)信息娛樂和其它多媒體應用。3G以后，諸如HSDPA和CDMA2000 1xEV DV標準等新標準已經(jīng)被批準。而從商用的角度說，則取決于市場?！蓖醵瑒傉f道。TI和飛思卡爾則認為LTE可能會在2012~2015年左右在全球范圍內(nèi)被大規(guī)模采用?！岸诖酥耙矔徊渴鹪谑澜缟虾芏嗟貐^(qū)?！焙聲赠i說道。