宽带通信系统与可配置平台

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1、宽带通信系统与可配置平台

2、第1宽带通信已进入重大变革时期。随着信道密度和每个信道处理性能的增加，使得大多数产品的结构显得过时。演变中的市场和多种标准，要求设备生产商增加系统软件的可编程性。网络处理和新的数字信号处理器（DSP）已开始瞄准已有通信链路中的局部解决方案，但主要的瓶颈依然存在。最新出现的解决方案是可配置平台，它能提供多处理、指令级并行性和适应特定范围要求的灵活性。迅速变化的标准和市场条件，连同需要在整个通信架构中保持稳定的设备环境，促使人们对宽带通信领域采用宽范围可编程方案的兴趣日趋增加。软件可编程方案可使设备制造商能即时提供瞄准当今市场需求的产品，同时又能保

3、证适应未来市场所需产品的灵活性。另外，可编程方案使得同样的软件装置使用在多种产品中，增加了产品的市场容量。500)this.style.ouseg(this)">处理链路问题通信系统必须处理大量的复杂任务和不断增加的信道数。软件可编程处理器可有效地处理3个关键处理领域：协议处理、信息包处理和媒体压缩。通信网络依赖于特定的协议来传输数据。信道上的传输的数据必须置入信息包并在信道的末端从信息包取出。另外，每一种协议在传输期间具有特定的机构用于生成和管理通信信道。协议处理可认为是状态机性能的有效处理。在信息包中，传输的数据需要处理，这包括：认别有效数据载荷类型，确定数据路由，

4、识别和纠正传输误差以及不同信息包方案之间的变换或分级转换。信息包处理主要依数据的按位运算进行。处理器必须能有效地求出信息包内的固定（或）可变长度字段。循环冗余检验（CRC）需要高级的按位运算。随着各种信息量（包括声音，视频、音频、图像和数据）的增加，通信架构正趋于饱和。对于通过通信网络的各种信息量来说，用于增加传输带宽的关键技术是压缩。确定所采用压缩技术的因数包括：被压缩信息量的类型，对由压缩产生人为噪声的应用敏感度，应用的误差复原能力，信道的潜在误差和信道能保证的业务质量。瓶颈问题对通信架构的可编程需求导致大量新“型”芯片出现，这包括网络处理器和专用领域（domain

5、focused）DSP这些器件的关键可编程性能和信道密度。现在的方案集中在新微处理器配置中如何重新利用原有的处理器结构。多处理器可提供任务级的并行性，这增加了并行执行应用任务的能力。为处理不同数据采样值而生成冗余、并行通路可以增加信道的密度。然而，使用这些器件存在两大瓶颈，首先，信道中处理器的结构限制了每个并行通路的可用处理带宽。大多数网络处理器和通信DSP都是基于精简指令集（RISC）结构基础上的。虽然RISC结构可降低应用中的指令要求，但它们受到单指令周期的固有限制。另外使问题更复杂的是，微处理器的指令集更适用于协议和包处理任务，而DSP更适应于媒体处理任务。第二个

6、瓶颈是协议处理和进出并行处理通路的数据输送。在网络处理器和多DSP方案中，传输的嵌入处理器一般用于协议处理，用传统数据总线结构输送数据到并行通路。在多DSP方案中，信息包处理也不用DSP，这是因为这种结构在处理位方式运算时的固有限制。理想结构500)this.style.ouseg(this)">把多个处理器、存储器和外设集成在一起，为特定应用可编程的重新设计的芯片结构是理想的平台。虽然如网终处理器这样的平台，对于给定的应用能提供高级软件编程，但这样的方案直到现在，也仍是固定的结构，因而不能修改硬件以适应特殊产品的需要。靠硬件级配置和定制，其理想的可配置平台将有助于产品

7、设计人员实现较高的密度、不同的性能和降低成本。对于当今的瓶颈，这样一种平台，对于协调多个处理元件以适应特定范围的单一系统提供灵活的结构。根据在整个架构中的位置，其通道密度和功能要求可以是不同的。采用灵活的结构，半导体供应商和OEM可以把功能集成在少量器件中。设计人员可以针对他们应用的特定要求和限制定制和配置一个平台。此外，这些可配置平台将提供指令级平行性（ILP），这大大增加了可用的处理带宽。例如，甚长指令字（VLI）、无线和有线网络中集成处理信号，调制所必须的更广的网络功能，如DSP、信令和控制。VoP现正在集成越来越多的功能，而同时采用嵌入式片上系统（SoC）技术使

8、其变得更小。这样增加了信道密度，小的IC正在替代PC或路由器大小的盒和多处理器DSP插卡机架。系统应用需求在VoP系统中，网络管理和控制、呼叫建立和控制以及网络接口控制所要求的复杂业务由若干标准规定，最著名的一些标准是ITU-TH..323、H.248和Megaco(MediaGateouseg(this)">第一种途径是可编程嵌入式MCU和DSP芯核。网络/呼叫管理和信息包/协议支持功能通常放置在MCU芯核上，而话音处理功能放置在DSP芯核上。这些可编程芯核能提供相当快的上市时间，并且很容易更新。然而，编程MCU和DSP芯核需要投资，一