利用优化的DSP加快无线基础设施的设计

技术分类: 微处理器与DSP  | 2008-05-07
作者:德州仪器 Manish Patel

  与其它多核DSP处理器不同的是,CI应用专用的多核DSP加入了节能机制,可以最大限度地降低散热。这就允许相同的空间具有更高的吞吐性能,并且可以降低系统过热 的风险。此外,专为CI系统设计的一些DSP还附带功率和性能监控功能。

  DSP芯片本身可以控制系统的工作温度,并且无需牺牲吞吐性能,它可以降低其内核电压以减少功耗和散热。这就使得CI DSP可以在以预定的性能级别工作的同时保持总功率预算在控制范围内。

  此外,还有一些CI DSP具有片上协处理器,其中的某些协处理器可以执行非常特殊的无线通信任务。例如,用于语音处理的Viterbi协处理器正在证明它们非常有用,面向数据的协处理器可以加快数据流量。通过从主DSP内核卸载这些任务,协处理器能够提高器件的数据吞吐率,同时为更多的重要功能保留内核DSP资源。此外,专用协处理器还执行像某些空中接口的接收加速这样的功能。其中一种这样的接收加速器接受W-CDMA天线信号,并对数据执行大量相关处理,然后将其转发给DSP。

  随着专用协处理器功能集成到CI DSP中,需要分立器件执行这些任务的要求已经减少了。例如,在许多基站设计中,ASIC或FPGA一般在DSP旁边部署,以处理辅助任务。在某些情况下,针对CI优化的DSP可以执行这些任务,因此降低了芯片数和总系统成本。将这种趋势进一步延伸,针对CI应用的一些DSP已进行优化以执行网络控制工作,从而不再需要一般专用于这些功能的通用微处理器或者RISC处理器。

  快速的软件方式

  专门针对CI应用的DSP的软件环境和架构对系统的吞吐性能、总开发成本和上市时间也有着极大的影响。新的或者增强的指令一般被集成到CI DSP中,以获得特定于无线通信的某些重复功能。例如,新的指令集架构(ISA)可以通过加快其符号率、芯片速率和矩阵算术处理来提高基站中的DSP性能。先进的ISA还可以通过实现密度更高的电路板来降低系统的每通道成本。有效的ISA可以降低系统软件代码的大小,从而减少专用于外部存储器的板空间,或者为关键任务数据释放存储容量(如图3所示)。通用DSP的确可以通过编程来执行通信功能,但是如果没有特定于CI的ISA,与具有CI ISA的经过优化的DSP相比,在一般DSP上运行的相同功能将需要3~4倍的指令、更多的代码空间和更长的编程时间。

有效的ISA可以降低系统软件代码的大小

  除了针对CI应用的ISA之外,一些供应商还提供专门针对DSP优化的CI功能例程库。通过一个命令,这些例程可以执行以前需要单独执行的多个功能,同时又减少了代码大小并且提高了性能。

  一代CI DSP与下一代CI DSP之间的软件连贯性也对开发周期和新CI系统的上市时间有极大影响。为了维持合理的开发成本,一个DSP的多数软件必须进行迁移并在下一代器件中重复使用。

  针对CI进行优化

  由于CI市场的各种错综特征、复杂性和特别要求,大多数通用DSP都不再是无线基站等应用中针对CI优化的DSP。在要求较高的设施系统中部署现成的DSP将需要制造商额外的设计工作,从而导致系统上市时间的延长。但是同样重要的是,它们还可以通过适当的加速器、高速内部内存、通信协处理器、复杂的CI特定软件和许多其它功能提供一组完整的外围接口和内存接口,从而精简系统开发过程并加快高吞吐能力系统的交付。

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