助力3G时代基站DSP效率提升，IDT PPS闪亮登场

今天，IDT公司正式宣布推出全球唯一的预处理交换芯片（PPS，pre-processing switch），该公司流量控制管理高级产品经理Bill Beane指出：“经过测试，采用PPS芯片后，3G基站的DSP集群处理效率可以得到大幅提升。”他解释到：“我们的PPS芯片可以卸载DSP/CRP（码片速率处理器）的低价值或重复性任务，由此缩短20%以上的周期。”

随着3G/E3G/WiMAX等逐步走入我们的生活，无线基础设施正趋向成熟，设计者正面临日益复杂的运算和提高计算性能的需求。以基站设计为例，基站设计必需处理单位基站更多的载波信号和扇区，以大幅度降低成本，同时确保充分的灵活性与可升级性，以便在不同应用和细分市场有效地重复使用。如信息包内处理、求和及通道合并功能消耗大量的系统资源，并增加系统的延迟。设计师考虑的一个选择就是采用 FPGA 或 ASIC 的普通交换芯片，同时增加 DSP 的计算周期，以实现参照数据处理和分布能力。无论如何，成本与设计的复杂性导致的上市时间延迟通常与使用 FPGA 或 ASIC 有关。而且，在 FPGA 或 ASIC 上实现完整的 sRIO 端口和逻辑堆栈需要更多的门数，从而导致交换解决方案效率低下。如何提升处理效率?如何满足大运算量的需求？如果在提高性能的同时降低系统成本？业内半导体公司都在积极探索。DSP巨头TI推出了1GHz DSP TC16482，通过提升DSP性能来应对高运算量挑战。而IDT则另辟蹊径，以其他手段来提升DSP的处理能力。

图一.传统方案

在以前的基站解决方案中（见图一），DSP集群和RF模块及CPU/NPU之间通过双端口存储器、FPGA/ASIC和一些桥接器完成信号的交换。这些器件看重的是如何提升信号交换的速度，如传统方案中就采用了串行Rapid交换器。但现在，IDT的PPS不但完成上述功能，更重要地是还完成一些对数据的处理操作，如对准采样长度、信息包内的采样重新排列、升序转换、升序转换、混合或分解信息包、多个信息包求和、组播信息包、把采样发送到存储器中各自的具体位置（DMA）等，这样，通过让DSP卸载低价值的工作，DSP可集中于更高价值的运算。Bill Beane表示：“如此一来，DSP 集群也能够支持更多的通道或用户，降低特定容量的总体功耗。通过集成求和运算，预处理交换芯片（PPS）有助于减少元件总数，而无须使用分立的元件处理系统任务。此外，它还能提供强大的性能以满足应用要求，接近 100 Gbps 的内部带宽可支持基带处理或其他 DSP 集群应用。”图2是采用PPS后的基站解决方案。

图二.采用PPS后的方案

此外，该芯片还支持系统的同步输入和输出。该功能可简化复杂的 RF 基带系统运算，确保 TDM 型及 TDM 相似型或完全基于信息包系统的顺畅与高效转换。

Bill 强调：“可以通过PC对PPS进行任务设置，工程师使用起来会非常方便。”他表示IDT 将于 7 月中推出贴装在兼容 ATCA评估板上的预处理交换芯片（PPS）。该板采用 AMC 高度，适用于基带处理演示。预处理交换芯片（PPS）与 4 个德州仪器 TC16482 DSP（也可选择 TC16455 DSP）一起，为快速安装、初始化和预处理交换芯片（PPS）性能的在线评估提供充足的软件。该板可实现现实的案例研究 ，有助于从 DSP 到预处理交换芯片（PPS）的任务和运算的移动，并可观察系统的性能。除了评估板和相关硬件外，IDT 还提供软件工具，可为设计师提供实现广泛的仿真、支持基于简化 RF 和 DSP 卡交易模式的板卡和系统评估能力。这些器件型号包括标准交换和预处理交换芯片（PPS）模式，使系统设计师可以通过对大量关键参数的处理，包括先置处理功能、端口数、端口速度、信息包长度和交换使用等，获得先置处理能力的好处。该仿真工具延迟精确，而且可使用现有器件的 API 和 GUI。

该芯片的其他特点是拥有业界最高的端口数，可提供 40 个高配置性双向 sRIO 链接，包括 10 个 4x宽的端口，或多达 22 个 1x 宽的端口，或 4x 和 1x 的组合端口。每个端口均可进行 1.25 Gb、2.5 Gb 或 3.125 Gb 传输速度，以及短距离（芯片到芯片）或长距离（底板）传输距离的独立编程。

IDT中国区总经理黄黎明表示PPS芯片采用 676 球 BGA 倒装封装，符合 RoHS 标准，已在本月开始提供样片，大规模量产是在今年11月。

PPS方框图