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LTE-A基带处理系统中多核DSP的研究应用

薛尧  
【摘要】:LTE-A(Long Term Evolution Advanced,增强长期演进)作为新一代通信标准,是整个通信产业发展的重要转折,对LTE-A系统的研究与实现,对于通信行业的发展有着举足轻重的作用。但是随着无线通信系统传输数率的不断提升,采用单核DSP(Digital Signal Processor,数字信号处理器)实现的LTE-A数字基带处理系统渐渐不能满足日益增加的复杂度及实时性要求,通信领域中多核并行模式以及协处理器的加入逐渐被广泛应用。本文是基于项目“LTE Multi-UE基站负载、容量测试仪关键技术研究”,以提升系统整体性能并减少实现复杂度为目标,采用多核DSP TMS320C6670芯片设计并实现LTE-A数字基带处理系统。所以本文首先研究了多核DSP的关键技术,然后对其通信方案进行设计验证,最后结合协处理器设计实现了多核数字基带系统,并完成自启动设计。主要工作和创新点如下:1.本文针对多核DSP的性能进行评估分析,充分利用多核架构优势,对多核通信方案进行深入研究,开发出一套完整高效的底层通信机制,包括核间通信以及芯片间通信。最终封装接口化使得通信机制变得简洁,有效加快项目开发进度。2.针对LTE-A基带系统需求,将多核DSP6670引入到基带系统替换以往的单核DSP,并且完成基带系统框架的研究与设计。系统框架主要包括硬件基带系统设计,软件框架设计,而软件框架更涉及到协议栈以及物理层多个模块,主要通过SYS/BIOS操作系统以及任务状态机实现。3.基于TMS320C6670中专门为无线通信领域设计的协处理器模块,有针对性地研究FFTC(Fast Fourier Transform Coprocessor,快速傅里叶变换协处理器)与BCP(Bit Rate Coprocessor,比特率协处理器),实现其功能并对其性能进行分析以及接口化设计。研究表明协处理器处理的速度大约是单核DSP算法实现的30倍,有效提升了物理层处理速度,并且降低了开发难度。4.结合C66x多核DSP的启动需求,对C66x多核DSP的启动技术进行了深入研究,设计并实现了C66x多核DSP的SPI(Serial Peripheral Interface,串行外设接口)启动与EMAC(Ethernet Media Access Control,以太网媒体接入控制)启动,有助于项目产品的成型。


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