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4G手機市場機遇 智能電話、上網本、電子閱讀器及其他設備的迅速普及正在推動移動設備數據吞吐量急劇增長。GSMA預測，2014年移動設備每月的數據吞吐量將相當于2008年全年的總和。 為了滿足這些快速增長的需求，無線網絡運營商競相推出4G網絡，而LTE將是2010年最熱門的技術。例如，在美國，運營Verizon計劃今年部署LTE網絡，該市場潛在客戶數量達1億。到2011年，LTE市場會更加火熱，分析師預測屆時首款LTE手機將面市，而LTE基站將急劇飆升。這種增長勢頭將貫穿至2013年，分析師預測2013年LTE用戶將超過 7200萬。 WiMAX也在蓄勢騰飛，目前已有數百個網絡正在運營。2010年，美國、俄羅斯和日本等市場將展開大規模部署。到2010年底，預計WiMAX運營商 UQ將覆蓋日本90%的人口。上述種種趨勢表明，SoC設計人員擁有巨大市場機遇，能夠在今年開發出獲勝解決方案(winning solution)的供應商將最大程度地受益于市場增長，并引領4G潮流。 
開發挑戰 但是，通向獲勝4G解決方案的道路荊棘遍布，首當其沖的挑戰就是需要確定以何種4G技術為目標。在可以預見的未來，LTE和WiMAX將和平共處，哪一個會贏得更大的市場占有率尚需拭目以待。LTE的主要優勢之一是擁有主流運營商的支持，但WiMAX在部署方面領先一步。此外，HSPA+也在不斷演進，在LTE完全展開部署之前很可能已瓜分掉可觀的市場份額。HSPA+開發的復雜性與LTE和WiMAX非常接近。因而，芯片組必需具備靈活性以支持多種標準。
無論選擇哪種4G技術，以合理的功耗和成本付諸實施都是一大挑戰。在從3G向4G的轉換過程中，盡管4G業務數據速率提高了 10倍之多，但手機供應商力求不增加功耗預算。另一方面，4G的計算復雜程度急劇增加，這使它很難保持較低成本。對于那些帶有3G/2G、Wi-Fi、GPS和移動電視等額外無線接口的設備，達到適當的成本和功耗控制尤其困難。 SoC開發人員還必需考慮到可擴展性，使自己的設計既能夠滿足不斷變化的市場需求，又可適應未來下一代技術的發展(有關LTE Advanced和IEEE 802.16m等即將出臺標準的準備工作已在有條不紊地進行，預計今年將會確定)。此外，SoC開發人員當然還必需盡可能快地把產品推向市場，同時把開發成本降至最低。 這些要求意味著理想的4G解決方案應該具有足夠高的靈活性，以適用于全方位的4G市場;能夠以盡量低的成本和功耗集成3G/2G和Wi-Fi等無線接口;可針對現有及未來應用進行擴展;并且能夠把開發時間和開發工作量降至最小。
解決方案 CEVA公司完全按照上述目標來設計CEVA-XC通信引擎。CEVA-XC是一款可配置的DSP IP，專為3.5G/4G手機及無線基礎設施而設計。即使是最小配置，單一CEVA-XC內核也能夠以軟件處理整個4G收發器鏈路。這種單核架構無需采用多個協處理器、加速器或SIMD引擎的異構設計(heterogeneous design)，從而縮短上市時間，簡化了軟件設計。 CEVA-XC是一種完全可編程的DSP內核，它以軟件形式支持多種無線標準，包括LTE、WiMAX、 HSPA+、3G和2G等等。這種靈活性使CEVA-XC成為一種真正的軟件定義無線電引擎，使得單個CEVA-XC SoC可以把眾多以往分立的功能集成在一起。例如，當今的智能電話一般都包含了多個基帶CPU，CEVA-XC SoC的專用硬件支持全球定位系統(GPS)、移動電視、Wi-Fi等功能。CEVA-XC可讓SoC設計人員在單一 DSP上處理所有這些功能，顯著降低成本和功耗。 這種軟件定義無線電能力使CEVA-XC能夠滿足許多市場的設計需求。客戶不必針對每個獨立的通信標準創建不同的芯片，而只需開發單個芯片，對軟件做簡單的修改就能夠適用于不同的市場。 作為可配置處理器，CEVA-XC能夠在寬泛的性能范圍內進行配置。它能夠針對手機、移動寬帶模塊，以及從毫微蜂窩(femtocell)、微微蜂窩(picocell)乃至微基站和宏基站的基礎架構進行配置。這種可擴展性可實現各種設計之間更大程度的軟件復用，體現了應對即將面市的多種4G應用需求的一重要優勢。 CEVA-XC還帶有CEVA-Toolbox，這是基于C語言的完整開發環境。通過CEVA獨有的應用優化器(Application Optimizer)來簡化軟件開發和優化，可把軟件研發工作量和成本降至最低。此外，CEVA還提供一整套最優化C語言可調用DSP庫函數和覆蓋整個LTE物理層的通信軟件庫。 CEVA的軟件庫包括一個與頂級LTE供應商合作開發的最優化LTE庫，這個與LTE Rel-8兼容的軟件庫能夠處理整個物理層鏈路，并可適用于多種配置及應用案例。該軟件庫支持MIMO(多輸入多輸出)2×2、MIMO4×4、 SISO(單輸入單輸出)和SIMO(單輸入多輸出)等多種天線架構、支持QAM64(正交振幅調制)、QAM16和QPSK(四相相移鍵控)等調制方式、支持多種不同空間分配方案、以及可選的上傳和下載參數。該軟件庫還為一個通用型,與具體系統設計無關，并帶有一個簡單C可調用的應用程序接口 (API)，可以方便地集成到客戶的軟件系統中。利用這些庫，SoC開發人員能夠大幅減少開發工作量，并確保達到最優性能。 CEVA-XC架構 CEVA-XC是基于CEVA-X DSP而開發的IP內核，CEVA-X DSP IP已大批量出貨，并用于三星、LG電子和索尼愛立信等多家頂級供應商的移動設備中。CEVA-XC在CEVA-X的基礎上增加了4個向量單元，性能提高到2000億次運算/秒，足以支持MIMO 4×4這樣的先進多天線方案。完全配置的CEVA-XC還能夠處理基站應用中的多個LTE或WiMAX通道。 此外，CEVA-XC還提供帶1或2個向量單元的配置。通過可選的指令集，向量單元本身可增強對除法、平方根、最大相似度檢測(maximum likelihood detection)和FFT的支持和配置。即使在最小配置中，CEVA-XC也能夠在157MHz速度下支持100Mb/s LTE下行數據流(采用 20MHz帶寬、QAM64調制和MIMO 2x2等挑戰性組合)。 CEVA-XC通過純軟件實現收發器路徑以獲得完全的靈活性。不論選擇何種配置，客戶都將受益于CEVA-XC的低功耗優勢。采用65nm工藝制造的CEVA-XC芯片只需要10mW的功耗，就能夠處理50Mb/s的LTE下行鏈路。為了進一步降低功耗，CEVA-XC還集成有創新的功率調節單元(PSU)。該單元會關斷內核的不活動部分，并允許內核工作在一定范圍的頻率和電壓下。這些低功耗特性使得CEVA-XC以純軟件方式運行整個收發器成為可能。 4G明智之選 4G市場競爭正在展開，SoC開發人員需要能夠滿足一系列嚴苛要求的解決方案。CEVA XC特別針對解決開發4G無線通信芯片過程中遇到的功耗、成本和上市時間限制等關鍵問題而設計，再結合CEVA公司工具以及包括LTE軟件合作伙伴在內的第三方支持，為開發人員提供了一套領先的終極解決方案。 參考文獻： [1] Cellular Wireless Communications[R/OL].http://www.ceva-dsp.com/markets/ ... _communications.php [2] CEVA-XC-Industry's Highest-Performance, Low-Power Communications Processor[R/OL].http://www.ceva-dsp.com/products/cores/ceva-xc.php [3] CEVA-X1641 [R/OL].http://www.ceva-dsp.com/products/cores/ceva-x1641.php [4] CEVA Software[R/OL].http://www.ceva-dsp.com/products/3rd_party/index.php?page=x [5] CEVA Development Tools[R/OL].http://www.ceva-dsp.com/products/tools/index.php 作者：Kenton Williston，CEVA公司 時間：2010-04-19 |
