适用于2G/3G/4G的无线终端基带芯片

个可编程的内核电路来运行相应的软件。3G/4G时代，传统的思路是继承前者已有的电路，增加新的电路逻辑来实现物理层的部分，然后增加可编程内核的能力或者多个可编程内核来运行高层协议。于是，形成了如图4所示的传统多模架构。

　　图4：传统多模基带芯片架构

　　这种的架构的好处是，开发周期相对短，2G和3G的物理层已经稳定工作，但主要缺陷是逻辑电路的面积也较大，从而导致芯片成本较高。

　　4. SL3000系统架构介绍

　　SL3000芯片是简约纳基于对2G/3G/4G终端基带系统的理解，设计实现完成的一颗多模芯片。不同于定制电路（ASIC）的设计思路，SL3000的物理层采用分布式的多个向量处理器的架构，适用于2G/3G/4G多个不同的物理层算法运行；另外一个子系统也是由多个可编程的内核构成，以便于高层多模协议栈软件运行。这两个子系统独立运行在不同的时钟域，根据系统负载可以采用各自最合适的工作频率。

　　4.1 SL3000的系统框图

　　图5：SL3000的系统架构

　　4.2 SL3000子系统功能简介

　　如图5所示，SL3000内部分为两个大的子系统：L23子系统和PHY子系统。L23子系统由两个SL-Core构成，每个SL-Core子系统中有独自的Cache和RAM，以及DMA控制器和加解密模块。两个SL-Core之间有1Mbytes的共享内存。L23子系统还包含100M的GMAC控制器，USB2.0控制器，DDR 控制器等外设接口，为高速的数据通路提供接口。内核子系统与外设之间通过专有的网络互联互通。

　　图6：不同信号处理要求不同的矢量处理器结构

　　PHY子系统由6个VE（Vector Engine）构成。如图6所示，由于在不同的信号处理阶段，信号本身具有不同的特征，需要矢量处理器也具有不同的特征。

　　其中三个VE是并行处理16位位宽的数据处理器，适用于通信链路中的I/Q数据处理的算法（例如均衡，匹配滤波，MIMO检测，FFT等等）；一个VE是并行处理8位位宽的数据处理器，适用于通信链路中的软符号的处理（例如QAM解映射，HARQ软合并等算法）；一个VE是并行处理1位位宽的数据处理器，适用于比特编解码算法（例如CRC计算，加解扰等）；一个是Turbo解码器，适用于3G/4G中的Turbo码的处理。按照链路处理的需求，比特处理的 VE也承担整个物理层调度的功能，它可以通过特定接口访问其他几个VE的内存空间，方便进行整个流程与时序的控制调度。其他几个VE两两之间有特定的通路进行通信互联，以便于数据在多个VE之间按照流水线处理的环节自然流畅地传输。

　　RFIF接口模块可以适应采样率从1MHz到 40MHz的范围，有两个接收通路和一个发射通路，可灵活处理有无MIMO的射频前端接口。同时RFIF模块内有可编程的基准时钟模块，可以通过改变外部输入PLL的基准时钟和时钟倍频参数，提供不同的2G或3G或4G的系统时钟。RFIF模块中有专门的DMA引擎，可以自动完成对外接口与内部存储器之间的数据传输。这里的内部存储器包括了其中两个VE的内存空间和VE之间共享的一块专门的数据存储空间。这个专门的数据通路的设计，为基带数据的输入和输出提供了足够的带宽资源。

　　L23子系统与PHY子系统之间也通过专有的网络互联。且有一块特定的共享内存挂在这个网络上，L23 子系统的内核与DMA、PHY子系统的VE和DMA也都可以对此共享内存进行访问。这个特定的网络通路和共享内存区域为L23子系统与PHY子系统之间进行大量数据传输提供了足够的带宽资源。

　　图7：基于SL3000构建多模终端参考方案

　　图7表达了基于SL3000的架构，可构成多模终端的方案。RFIF接口可连接一颗多频段多带宽可配置的射频芯片。语音可以走I2S接口与外部的语音处理芯片构成的通路，数据既可以走USB 接口也可以走GMAC接口。L23子系统有足够的能力运行多模的协议栈，PHY 子系统也有足够的能力运行多模的物理层软件。除了在上行和下行链路的局部直连总线外，没有复杂的多核互连网络。这样搭建的是一个简洁的，低成本低功耗的多模终端方案。

　　5. 多模运行性能报告

　　这里给出TD-SCDMA和TD-LTE两个系统在SL3000上运行的性能统计报告作为参考。由于整个链路处理的多个模块分布在不同的VE 上，在此对具体模块的分布方案不做详细的介绍，只给出整个链路运算的实际测试得到的性能数据本身。

　　5.1 TD-LTE的性能数据

　　5.1.1 物理层链路处理的效率

　　以上行峰值速率50Mbps，下行峰值速率100Mbps的处理为例，具体测试用例的参数如表2所示：

　　表2：测试用例参数

　　主频330MHz时，各个算法模块的每子帧数据处理所需的平均时间如表3所示：

　　表3：算法效率实测数据

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