| 摘要：TMS320C6416的硬件結(jié)構(gòu),介紹內(nèi)嵌的兩個(gè)譯碼協(xié)議處理器,給出了其在WCDMA基站上行鏈路中的一個(gè)硬件應(yīng)用方案。 關(guān)鍵詞：數(shù)字信號(hào)處理器 3G基站 Vterbi譯碼協(xié)處理器 Turbo譯碼協(xié)處理器 在第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)WCDMA和CDMA2000中,為了能提供大容量和高質(zhì)量的語(yǔ)音、可變速率數(shù)據(jù)、圖像等業(yè)務(wù),無(wú)線空中接口的傳輸速率在室內(nèi)環(huán)境最高要達(dá)到2Mbit/s,在室外移動(dòng)環(huán)境最高要達(dá)到384kbit/s。因此需要無(wú)線基站提供強(qiáng)大的處理能力。TI公司新推出的TMS320C6416是目前處理能力最強(qiáng)大的處理器（DSP）,它的主頻高達(dá)600MHz,專門用于設(shè)計(jì)高性能的3G無(wú)線基站。本文僅就TMS320C6416的硬件結(jié)構(gòu)及其在3G基站上行鏈路基帶處理中的應(yīng)用做一介紹。 1 TMS320C6416硬件結(jié)構(gòu) TMS320C6416的硬件結(jié)構(gòu)如圖1所示。內(nèi)部包括一個(gè)DSP內(nèi)核、一級(jí)數(shù)據(jù)Cache、一級(jí)程序Cache、二級(jí)存儲(chǔ)器、增強(qiáng)型DMA控制器（EDMA）、Vterbi譯碼協(xié)處理器（VCP）、Turbo譯碼協(xié)處理器（TCP）;對(duì)外接口包括兩個(gè)外部存儲(chǔ)器接口（EMIFA和EMIFB）、主機(jī)接口（HPI）、PCI接口、UTOPIA接口、多通道緩沖串口（McBSP）。
DSP內(nèi)核采用超長(zhǎng)指令字（VLIW）體系結(jié)構(gòu),有8個(gè)功能單元、64個(gè)32bit通用寄存器。一個(gè)時(shí)鐘周期同時(shí)執(zhí)行8條指令,運(yùn)算能力可達(dá)到4800MIPS（每秒百萬(wàn)條指令）,支持8/16/32/64bit的數(shù)據(jù)類型。兩個(gè)乘法累加單元一個(gè)時(shí)鐘周期可同時(shí)執(zhí)行4組16×16bit乘法或8組8×8bit乘法,每個(gè)功能單元在硬件上都增加了附加功能,增強(qiáng)了指令集的正交性。除此之外還增加了一些指令用以削減代碼長(zhǎng)度和增加寄存器的靈活性。TMS320C6416以后版本的主頻可升級(jí)到1.1GHz。 為使數(shù)據(jù)能保持對(duì)超快速DSP內(nèi)核的供給,TMS320C6416采用了兩級(jí)超高速緩存器,即16Kbyte的一級(jí)數(shù)據(jù)Cache、16Kbyte的一級(jí)程序Cache和1024Kbyte的數(shù)據(jù)和程序統(tǒng)一內(nèi)存。為了達(dá)到更大的擴(kuò)展,1024Kbyte內(nèi)存中的256Kbyte存儲(chǔ)空間可設(shè)置用作二級(jí)Cache。 在內(nèi)存和外設(shè)接口（EMIFA接口、EMIFB接口、HPI或PCI接口、McBSP串口、UTOPIA接口等）之間所有的數(shù)據(jù)傳輸都由EDMA來(lái)處理。TMS320C6416的EDMA共有64個(gè)通道,每個(gè)通道的優(yōu)先級(jí)都可編程設(shè)置,每個(gè)通道都對(duì)應(yīng)一個(gè)專用同步觸發(fā)事件,使得EDMA可以被外設(shè)來(lái)的中斷、外部硬件中斷、其它EDMA傳輸完成的中斷等事件觸發(fā),開(kāi)始進(jìn)行數(shù)據(jù)的搬移。EDMA完成一個(gè)完整的數(shù)據(jù)搬移后,可從通道傳輸參數(shù)記錄指定的鏈接地址處重新加載該通道傳輸參數(shù)。EDMA傳輸完成后,EDMA控制器可以產(chǎn)生一個(gè)到DSP內(nèi)核的中斷,出可以產(chǎn)生一個(gè)中斷觸發(fā)另一個(gè)EDMA通道開(kāi)始傳輸。 TMS320C6416的存儲(chǔ)器接口提供了到SDRAM、SBSRAM、 異步器件如SRAM/ROM等存儲(chǔ)器的無(wú)終接口,也可連接到外部I/O器件。存儲(chǔ)器接口有EMIFA和EMIFB,其中EMIFA接口有64bit寬的數(shù)據(jù)總線,可連接64/32/16/8bit的器件;EMIFB接口有16bit寬的數(shù)據(jù)總線,可連接16/8bit的器件。一般情況下,EMIFA接口連接外部存儲(chǔ)器（如SDRAM）,EMIFB接口連接外部I/O器件（如FPGA）。 HPI是一個(gè)16/32Bit寬的異步并行接口,外部主機(jī)通過(guò)它可直接訪問(wèn)DSP的地址空間,也可向DSP加載程序。HPI接口支持16bit寬的數(shù)據(jù)總線和32bit寬的數(shù)據(jù)總線兩種模式,兩者均工作在異步從方式。 在TMS320C6416中,增加了一個(gè)PCI接口,使得DSP很容易通過(guò)PCI接口無(wú)縫連接到一個(gè)具有PCI功能的外部主CPU上。PCI接口符合PCI2.2規(guī)范;具有PCI主/從功能;支持32bit寬的地址和數(shù)據(jù)復(fù)用總線;工作頻率最高為33MHz;外部主機(jī)可通過(guò)PCI接口訪問(wèn)DSP內(nèi)部所有地址空間,向DSP加載程序;DSP也可通過(guò)該接口訪問(wèn)外部PCI存儲(chǔ)空間。PCI接口和HPI接口共用相同的管腳,因此實(shí)際設(shè)計(jì)時(shí)兩者只能選一個(gè)。 在TMS320C6416中,還增加了一個(gè)UTOPIA接口,它支持UTOPIA II規(guī)范,發(fā)送數(shù)據(jù)總線和接收數(shù)據(jù)總線均為8bit寬,工作頻率最高可達(dá)50MHz。UTOPIA接口作為ATM控制器的從方,在ATM層器件和物理層器件之間提供了一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的硬件接口。由于TMS320C6416內(nèi)部沒(méi)有專用的硬件模塊處理ATM適應(yīng)層功能,因此ATM適應(yīng)層功能應(yīng)該由DSP軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)。 另外,TMS320C6416還有三個(gè)多通道緩沖串口（McBSP）,工作頻率最高可達(dá)100MHz。其中McBSP1串口和UTOPIA接口復(fù)用,McBSP2串口和PCI的EEPROM接口復(fù)用,使用時(shí)要注意。 由于TMS320C6416采用了新型芯片制造工藝,I/O電壓為3.3V,內(nèi)核電壓僅為1.2V。當(dāng)時(shí)鐘頻率為600MHz時(shí),DSP的最大功耗小于1.6W。 2 Viterbi譯碼協(xié)處理器VCP 在WCDMA系統(tǒng)中,語(yǔ)音和低速信令傳輸采用卷積碼。卷積碼譯碼方法有門限譯碼、硬判斷Viterbi譯碼和軟判斷Viterbi譯碼。TMS320C6416中的VCP可進(jìn)行硬判決Viterbi譯碼或辦判決Viterbi譯碼。
|
66821730(技術(shù)支持)
