下一代无线电必须更具灵活性
和仿真方法,但在其中加入软件是否可行?
软硬件模型现在正变得越来越贴近现实,有时候甚至可以作为直接实现的一部分来使用。像Mathworks和Wolfram Research这样的分析软件供应商,可使设计人员生成全面的软硬件交互模型,并对交互作用进行仿真。通过这些,设计师能够确认并解决技术问题,并通过改变模型参数对"what if"情况进行分析。
采用Wolfram的Mathematica分析软件,软硬件参数都可以利用数学语言进行表述,而且以Mathematica编写的运行时算法可以与C++或Java代码连接。虽然采用这种模型作为运行时代码可能会引发性能或代码长度等问题,但最起码这种模型本身在理解运行于不同硬件配置下的软件模块行为方面很有用处。
而Mathworks公司提供的MatLab,在连接模型与实际的工作代码方面更容易一些,它为包括通信在内的若干功能提供标准模块。例如,近期Mathworks发布了Communications Blockset 3,在设计和仿真通信系统物理层以及手持无线收发器等元器件方面,它的性能有所增强。
MatLab及其配套产品Simulink支持基于模型的设计,这是一种允许工程师生成软硬件交互特定工作模型的技术。工程师可以利用它对这些交互行为进行仿真,并根据已知假设来修改这些交互行为以获得一个可接受的设计。一旦模型最终确定下来,就能将其够转化为C或其它语言,并将其作为软件或固件实现的一部分。

图2:通过使用基于商用模块组的模型进行特性仿真,Simulink帮助用户获得最优化的硬件设计。
这样的方法能够在优化硬件平台和软硬件交互方面提供优势。在软硬件配置完成之前,这样的优势是以额外的设计工作和权衡分析为代价的。该方法会在本已紧迫的开发周期之外增加额外的时间,但是能提高实现的质量。
最佳解决方案
因为不可能对未来所需要的特性进行完全准确的预测,所以硬件平台的设计归结于智能预测。但是这些预测中仍然存在共性,即它们都基于过去的一些要求,应该为未来提供工作指引:
1.尽可能多地使用所提供的处理能力,这里指的是通用处理器和DSP。增加带有先进数字特性的软件模型会消耗掉所有这些处理能力。
2.特别对手机而言,鉴于其更高的性能、更大的存储容量以及更多的软件处理能力,电池使用寿命弥足珍贵。使用电源管理软件或固件可以最大限度延长电池使用时间。
3.在开发周期内,尽早进行软硬件交互建模。如果软硬件中的一方在平台部署之前发生变化或在平台部署之后标准得到了发展,那么这样做可以节省重新设计软硬件的开销。
4.在一切可能的地方使用标准硬件平台和软件模块,当然还要对功耗、性能和成本等方面进行权衡取舍,但是一个标准平台会提供已知的物理特性,据此还会提供各种软件模块。
不存在这样法则,即在任何情况下都能提供最好的SDR无线收发器是,因为不同情况间的差异太过南辕北辙。基站多多少少具有更多的共通特性,所以为了适应较长的生命周期,对技术上的权衡取舍虽然各有不同,但是却同样复杂。
通过使用多种硬件标准和附加的软件,供应商们正在越来越多地延长设备和基础设施的使用周期。设计师能够明智地应用这些部件,以确保无线产品更高程度的兼容性。
