TI KeyStone 架构支持 L2 与传输处理
服务数据单元 (SDU) 解多路复用至一个或多个逻辑通道。此外 MAC 子层还负责动态调度活动,包括在某个 UE 的逻辑通道之间以及在 UE 之间进行优先处理。
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MAC 子层的其他功能包括,通过混合自动中继请求 (HARQ) 进行纠错、传输格式选择以及填充等功能。L3 的无线电广播资源控制 (RRC) 子层可控制 MAC 子层的配置。
RLC 子层的功能包括协议数据单元 (PDU) 传输、通过 ARQ 纠错、RLC SDU 的级联/分段/重组、重复检测以及协议错误检测等。L3 的 RRC 子层可控制 RLC 子层的配置。配置后的 RLC 实体能够以下列三种模式之一来执行数据传输:透明模式 (TM)、非确认模式 (UM) 以及确认模式 (AM)。
PDCP 子层的功能包括:通过性能稳定的报头压缩 (RoHC) 进行报头压缩/解压缩,用户层与控制层数据传输,用户层和控制层数据的加密与解密,控制层数据的完整性保护与完整性验证。
传输/回程处理eNodeB 上的传输/回程协议栈可实现与核心网络的通信。eNodeB 可提供与EPC(MME 与 S-GW)接口相连的 S1 接口,以及与另一 eNodeB 接口相连的 X2 接口。图 4 和图 5 对 S1 用户层与 S1 控制层的协议栈进行了概括性描述。
图 4 – S1 用户层
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图 5 – 控制层
传输协议栈能够为回程(IPSec 隧道)的用户层数据提供安全终端 (GTP-U),同时为回程(SCTP) 的控制层数据提供 S1-AP/X2-AP 终端。
TI KeyStone架构向 LTE 的升级给基站厂商及其供应商带来了全新的挑战,他们需要在基站中实现更高的吞吐量、更高的性能及更大灵活性。同样,LTE 也给基站厂商及供应商带来了观念上的转变,实现高频谱效率需要更为复杂的数据处理与调度。
数据层处理要求低时延和高吞吐量,同时调度还需具备动态与通道感知功能。支持 LTE 需要在基站的系统设计方面实现大量技术创新。运营商也纷纷对可持续降低其网络成本的 SoC 架构青睐有加。
TI 名为“KeyStone”的多内核 SoC 架构不仅功能强大而且极富创新性,从而使基站厂商能够从 LTE 等最新技术中显著受益。该架构具备的众多关键组件不仅可支持新的 LTE 功能,同时也可用于提升 WCDMA 等现有无线技术的性价比。图 6 对 KeyStone 架构进行了说明。
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图 6 – KeyStone 多内核架构
TI KeyStone多内核架构拥有高度的灵活性,可同时集成定点与浮点运算、定向协处理与硬件加速,以及优化的内核间/组件间通信。此架构包括多个 C66x DSP 内核,能够支持高达 256 GMAC 的定点运算性能以及 128GFLOP 的浮点运算性能。另外,此架构还包括综合而全面的连接功能层:TeraNet2 能够与各种处理组件无缝互连;多内核共享内存控制器能直接接入片上共享存储器与外部第三代双倍数据速率 (DDR3) 存储器;多内核导航器可助于管理整个 SoC 架构的通信;以及 HyperLink 50 可与额外的协处理器或其他 TI SoC 等同伴器件实现互通互连。部分此类关键处理组件可在 TI SoC 上实现 LTE L2 与传输处理。
网络协处理器网络协处理器是一款硬件加速器,能够减轻 DSP 内核处理往返于核心网络的以太网分组的工作量。网络协处理器包含 6 个微精简指令集计算 (µRISC) 内核,可加速自主的分组对分组处理。网络协处理器中的硬件模块 —— 分组加速器与安全加速器可在传输网络层以及深层无线电广播网络层实现快速通道处理。
网络协处理器在 LTE 传输/回程侧的功能特性包括:以太网/IP/包络安全有效负载 (ESP)/用户数据报协议 (UDP) 报头处理;循环冗余校验 (CRC) 验证与生成;IPSec 检测、认证、加密与解密;通用路由包络 (GRE) 隧道;基于 IPv4/6、传输控制协议 (TCP)/UDP、SCTP 端口或 GTP-U 隧道数据包的分类与路由;以及,基于 GTP-U 的服务质量。
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在无线电广播端,网络协处理器可支持基于特定配置文件匹配(例如根据4995 批注请求的未压缩大型数据包)与 3GPP 空中加密与解密的 RoHC。网络协处理器支持每秒 150 万个数据包(1Gbps 以太网线速)的处理速度,带相关安全上下文高速缓存的 64 条独立 IPSec 隧道,安全上下文在主存储器中的 8,192 条 IPSec 隧道,以及 8,192 个 GTP-U 隧道 ID 查询条目。
多内核导航器多内核导航器使用一套队列管理器子系统与数据包直接存储器存取 (DMA) 子系统来控制与实施设备内的高速数据包移动,从而能够显著降低设备 DSP 的传统内部通信负载,进而提高整体系统性能。多内核导航器采用零复制方案在所有层进行数据处理优化。多内核导航器还支持分类与排序、多内核访问存储、存储器管理、分段与重组以及跨多个内核或器件进行交付。
队列管理器子系统包
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