TI KeyStone 架构支持 L2 与传输处理

含 8,192 个硬件队列，负责加速数据包队列的管理。在队列管理器模块的特定存储器映射位置中写入 32 位描述符地址，即可将数据包添加至数据包队列。可通过读取特定队列相同地址来解除队列。

数据包 DMA 子系统包含 6 个数据包DMA，能够在 Serial RapidIO ® (SRIO)、第二代空中接口 (AIF2) 以及数据包加速器等器件中为管理数据包缓冲器的基础局端提供其它子系统。数据包 DMA是一个其数据目的地由一个目的地与自由描述符队列索引（而非绝对存储器地址）来决定的DMA。

快速通道处理与零复制方案本部分探讨了如何使用 TI KeyStone 架构的关键处理组件来加速 LTE L2 网络与传输处理。上面介绍过的关键处理组件与 LTE L2 网络及传输处理功能相关。这些组件实现的快速通道处理与零复制方案对于使用 LTE 实现低时延与高吞吐量性能非常重要。

传输层处理图 7 说明了如何使用网络协处理器来加速 LTE 传输层的处理。

图 7 – 传输层处理的加速
8
在核心网络端，数据包既可以通过具有内置串行千兆介质独立接口 (SGMII) 的千兆以太网接口也可以通过 SRIO 接口进入网络协处理器。数据包报头首先经过检验和验证（例如以太网 MAC 地址），然后被传输至 IPSec 终端。经过 IPSec 终端后，网络协处理器可检验内部报头是否与 GTP-U/UDP/IP 相匹配。随即执行 32 位 GTP-U ID 值的查找，并使用关联的 QoS 与无线电广播承载队列 (RBQ) 对进入的数据包进行分类。

RoHC 硬件可寻找描述匹配。可将数据包路由至软件RoHC处理（例如支持 RTP/UDP/IP报头压缩的 VoIP 数据包），或在经过 RoHC 硬件模块（例如根据 RFC4995 规定的未压缩大型数据包）执行最基本的“全硬件”处理后直接对 3GPP 进行加密。如果需要进行软件 RoHC 处理，在报头压缩后，RoHC SW 模块将数据包返回至网络协处理器进行 3GPP 空中加密。加密后，数据包被路由至相关的无线广播承载硬件队列，并在其中根据用于相似 QoS 数据包的算法来进行调度。向 RLC/MAC 模块交付调度授权后，其根据需要从 RBQ 弹出的数据包可将这些授权传递至 RLC/MAC 协议栈，并根据所授权的长度创建 MAC PDU。

总之，网络协处理器可创建全加速的自主快速通道处理，在大多数情况下可完全终止 S1-U/X2 用户层处理并为软件运行交付已分类的 RLC SDU。

L2 数据层处理多内核导航器可为 LTE L2 数据（用户）层处理提供数据包基础局端。数据包基础局端可减轻从 DSP 分类的工作量，从而为零复制操作提供硬件，并为分段与重组提供硬件辅助。二者结合起来即可大幅加速 LTE L2 数据层的处理，以获得低时延、高吞吐量性能。

借助多内核导航器，系统中的所有数据包都能够满足数据包DMA 接口规范要求。数据包通常以图 8 中的主机类型数据包格式表示，其可实现灵活的存储器使用模式。在这种格式下，数据包通过链路缓冲器描述符 (BD) 来表述。我们将第一个 BD被称为数据包描述符 (PD)。BD 具有指向储存数据包有效负载的数据包缓冲器指针。队列管理器可与 PD 协同工作。

图 8 –主机类型的数据包格式

9
队列管理器可在其内部随机访问存储器 (RAM) 中维护数据包链路信息，从而为实现超高效率的数据包压入与弹出提供简单的软件应用编程接口 (API)。此外，其还可以确保队列所有访问的多核原子性，从而将多核软件从门控与保护逻辑中释放出来。为了实现基于演进数据包系统 (EPS) QoS 的无线电广播承载服务架构目标，相似服务等级的无线电广播承载都要以硬件队列集的形式出现。

零复制 RLC/MAC 概念充分利用数据有效负载无需在 PHY 编码器/解码器的 PDCP 加密（解密）与 CRC 生成（或校验）之间进行处理的这一原理。RLC 与 MAC 子层需要对数据包进行汇聚/解汇聚、分段/解分段、多路复用/解多路复用，并需添加/移除控制信息与报头。想要在无需触及有效负载数据（零复制）的情况下实现这一点可节约多达 90-95% 的处理周期时间。因此，有效负载数据驻留在 DDR 中，而且 L2 DSP 核心软件是不可触及的。

图 9 – 下行数据流示例
10
例如，在下行方向，网络协处理器数据包 DMA 进程负责对数据包进行接收、分段与分配。RLC/MAC 软件可在数据包描述符上运行且无需访问数据包有效负载。其构建的 MAC PDU 可被 SRIO 数据包 DMA 发出并反向重组成相邻的存储器。

RLC/MAC 软件使用数据包 API 库在数据包内运行。该软件可在数据包链中移除/插入描述符，而且还能执行数据包合并/分离操作。在需要额外报头时才用得上新的描述符。图 9 以在网络协处理器中执行 PDCP (RoHC) 等所有快速