|
4G手機市場(chǎng)機遇 智能電話(huà)、上網(wǎng)本、電子閱讀器及其他設備的迅速普及正在推動(dòng)移動(dòng)設備數據吞吐量急劇增長(cháng)。GSMA預測，2014年移動(dòng)設備每月的數據吞吐量將相當于2008年全年的總和。 為了滿(mǎn)足這些快速增長(cháng)的需求，無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )運營(yíng)商競相推出4G網(wǎng)絡(luò )，而LTE將是2010年最熱門(mén)的技術(shù)。例如，在美國，運營(yíng)Verizon計劃今年部署LTE網(wǎng)絡(luò )，該市場(chǎng)潛在客戶(hù)數量達1億。到2011年，LTE市場(chǎng)會(huì )更加火熱，分析師預測屆時(shí)首款LTE手機將面市，而LTE基站將急劇飆升。這種增長(cháng)勢頭將貫穿至2013年，分析師預測2013年LTE用戶(hù)將超過(guò) 7200萬(wàn)。 WiMAX也在蓄勢騰飛，目前已有數百個(gè)網(wǎng)絡(luò )正在運營(yíng)。2010年，美國、俄羅斯和日本等市場(chǎng)將展開(kāi)大規模部署。到2010年底，預計WiMAX運營(yíng)商 UQ將覆蓋日本90%的人口。上述種種趨勢表明，SoC設計人員擁有巨大市場(chǎng)機遇，能夠在今年開(kāi)發(fā)出獲勝解決方案(winning solution)的供應商將最大程度地受益于市場(chǎng)增長(cháng)，并引領(lǐng)4G潮流。 
開(kāi)發(fā)挑戰 但是，通向獲勝4G解決方案的道路荊棘遍布，首當其沖的挑戰就是需要確定以何種4G技術(shù)為目標。在可以預見(jiàn)的未來(lái)，LTE和WiMAX將和平共處，哪一個(gè)會(huì )贏(yíng)得更大的市場(chǎng)占有率尚需拭目以待。LTE的主要優(yōu)勢之一是擁有主流運營(yíng)商的支持，但WiMAX在部署方面領(lǐng)先一步。此外，HSPA+也在不斷演進(jìn)，在LTE完全展開(kāi)部署之前很可能已瓜分掉可觀(guān)的市場(chǎng)份額。HSPA+開(kāi)發(fā)的復雜性與LTE和WiMAX非常接近。因而，芯片組必需具備靈活性以支持多種標準。
無(wú)論選擇哪種4G技術(shù)，以合理的功耗和成本付諸實(shí)施都是一大挑戰。在從3G向4G的轉換過(guò)程中，盡管4G業(yè)務(wù)數據速率提高了 10倍之多，但手機供應商力求不增加功耗預算。另一方面，4G的計算復雜程度急劇增加，這使它很難保持較低成本。對于那些帶有3G/2G、Wi-Fi、GPS和移動(dòng)電視等額外無(wú)線(xiàn)接口的設備，達到適當的成本和功耗控制尤其困難。 SoC開(kāi)發(fā)人員還必需考慮到可擴展性，使自己的設計既能夠滿(mǎn)足不斷變化的市場(chǎng)需求，又可適應未來(lái)下一代技術(shù)的發(fā)展(有關(guān)LTE Advanced和IEEE 802.16m等即將出臺標準的準備工作已在有條不紊地進(jìn)行，預計今年將會(huì )確定)。此外，SoC開(kāi)發(fā)人員當然還必需盡可能快地把產(chǎn)品推向市場(chǎng)，同時(shí)把開(kāi)發(fā)成本降至最低。 這些要求意味著(zhù)理想的4G解決方案應該具有足夠高的靈活性，以適用于全方位的4G市場(chǎng);能夠以盡量低的成本和功耗集成3G/2G和Wi-Fi等無(wú)線(xiàn)接口;可針對現有及未來(lái)應用進(jìn)行擴展;并且能夠把開(kāi)發(fā)時(shí)間和開(kāi)發(fā)工作量降至最小。
解決方案 CEVA公司完全按照上述目標來(lái)設計CEVA-XC通信引擎。CEVA-XC是一款可配置的DSP IP，專(zhuān)為3.5G/4G手機及無(wú)線(xiàn)基礎設施而設計。即使是最小配置，單一CEVA-XC內核也能夠以軟件處理整個(gè)4G收發(fā)器鏈路。這種單核架構無(wú)需采用多個(gè)協(xié)處理器、加速器或SIMD引擎的異構設計(heterogeneous design)，從而縮短上市時(shí)間，簡(jiǎn)化了軟件設計。 CEVA-XC是一種完全可編程的DSP內核，它以軟件形式支持多種無(wú)線(xiàn)標準，包括LTE、WiMAX、 HSPA+、3G和2G等等。這種靈活性使CEVA-XC成為一種真正的軟件定義無(wú)線(xiàn)電引擎，使得單個(gè)CEVA-XC SoC可以把眾多以往分立的功能集成在一起。例如，當今的智能電話(huà)一般都包含了多個(gè)基帶CPU，CEVA-XC SoC的專(zhuān)用硬件支持全球定位系統(GPS)、移動(dòng)電視、Wi-Fi等功能。CEVA-XC可讓SoC設計人員在單一 DSP上處理所有這些功能，顯著(zhù)降低成本和功耗。 這種軟件定義無(wú)線(xiàn)電能力使CEVA-XC能夠滿(mǎn)足許多市場(chǎng)的設計需求�？蛻�(hù)不必針對每個(gè)獨立的通信標準創(chuàng )建不同的芯片，而只需開(kāi)發(fā)單個(gè)芯片，對軟件做簡(jiǎn)單的修改就能夠適用于不同的市場(chǎng)。 作為可配置處理器，CEVA-XC能夠在寬泛的性能范圍內進(jìn)行配置。它能夠針對手機、移動(dòng)寬帶模塊，以及從毫微蜂窩(femtocell)、微微蜂窩(picocell)乃至微基站和宏基站的基礎架構進(jìn)行配置。這種可擴展性可實(shí)現各種設計之間更大程度的軟件復用，體現了應對即將面市的多種4G應用需求的一重要優(yōu)勢。 CEVA-XC還帶有CEVA-Toolbox，這是基于C語(yǔ)言的完整開(kāi)發(fā)環(huán)境。通過(guò)CEVA獨有的應用優(yōu)化器(Application Optimizer)來(lái)簡(jiǎn)化軟件開(kāi)發(fā)和優(yōu)化，可把軟件研發(fā)工作量和成本降至最低。此外，CEVA還提供一整套最優(yōu)化C語(yǔ)言可調用DSP庫函數和覆蓋整個(gè)LTE物理層的通信軟件庫。 CEVA的軟件庫包括一個(gè)與頂級LTE供應商合作開(kāi)發(fā)的最優(yōu)化LTE庫，這個(gè)與LTE Rel-8兼容的軟件庫能夠處理整個(gè)物理層鏈路，并可適用于多種配置及應用案例。該軟件庫支持MIMO(多輸入多輸出)2×2、MIMO4×4、 SISO(單輸入單輸出)和SIMO(單輸入多輸出)等多種天線(xiàn)架構、支持QAM64(正交振幅調制)、QAM16和QPSK(四相相移鍵控)等調制方式、支持多種不同空間分配方案、以及可選的上傳和下載參數。該軟件庫還為一個(gè)通用型,與具體系統設計無(wú)關(guān)，并帶有一個(gè)簡(jiǎn)單C可調用的應用程序接口 (API)，可以方便地集成到客戶(hù)的軟件系統中。利用這些庫，SoC開(kāi)發(fā)人員能夠大幅減少開(kāi)發(fā)工作量，并確保達到最優(yōu)性能。 CEVA-XC架構 CEVA-XC是基于CEVA-X DSP而開(kāi)發(fā)的IP內核，CEVA-X DSP IP已大批量出貨，并用于三星、LG電子和索尼愛(ài)立信等多家頂級供應商的移動(dòng)設備中。CEVA-XC在CEVA-X的基礎上增加了4個(gè)向量單元，性能提高到2000億次運算/秒，足以支持MIMO 4×4這樣的先進(jìn)多天線(xiàn)方案。完全配置的CEVA-XC還能夠處理基站應用中的多個(gè)LTE或WiMAX通道。 此外，CEVA-XC還提供帶1或2個(gè)向量單元的配置。通過(guò)可選的指令集，向量單元本身可增強對除法、平方根、最大相似度檢測(maximum likelihood detection)和FFT的支持和配置。即使在最小配置中，CEVA-XC也能夠在157MHz速度下支持100Mb/s LTE下行數據流(采用 20MHz帶寬、QAM64調制和MIMO 2x2等挑戰性組合)。 CEVA-XC通過(guò)純軟件實(shí)現收發(fā)器路徑以獲得完全的靈活性。不論選擇何種配置，客戶(hù)都將受益于CEVA-XC的低功耗優(yōu)勢。采用65nm工藝制造的CEVA-XC芯片只需要10mW的功耗，就能夠處理50Mb/s的LTE下行鏈路。為了進(jìn)一步降低功耗，CEVA-XC還集成有創(chuàng )新的功率調節單元(PSU)。該單元會(huì )關(guān)斷內核的不活動(dòng)部分，并允許內核工作在一定范圍的頻率和電壓下。這些低功耗特性使得CEVA-XC以純軟件方式運行整個(gè)收發(fā)器成為可能。 4G明智之選 4G市場(chǎng)競爭正在展開(kāi)，SoC開(kāi)發(fā)人員需要能夠滿(mǎn)足一系列嚴苛要求的解決方案。CEVA XC特別針對解決開(kāi)發(fā)4G無(wú)線(xiàn)通信芯片過(guò)程中遇到的功耗、成本和上市時(shí)間限制等關(guān)鍵問(wèn)題而設計，再結合CEVA公司工具以及包括LTE軟件合作伙伴在內的第三方支持，為開(kāi)發(fā)人員提供了一套領(lǐng)先的終極解決方案。 參考文獻： [1] Cellular Wireless Communications[R/OL].http://www.ceva-dsp.com/markets/ ... _communications.php [2] CEVA-XC-Industry's Highest-Performance, Low-Power Communications Processor[R/OL].http://www.ceva-dsp.com/products/cores/ceva-xc.php [3] CEVA-X1641 [R/OL].http://www.ceva-dsp.com/products/cores/ceva-x1641.php [4] CEVA Software[R/OL].http://www.ceva-dsp.com/products/3rd_party/index.php?page=x [5] CEVA Development Tools[R/OL].http://www.ceva-dsp.com/products/tools/index.php 作者：Kenton Williston，CEVA公司 時(shí)間：2010-04-19 |
