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4G手機(jī)市場機(jī)遇 智能電話、上網(wǎng)本、電子閱讀器及其他設(shè)備的迅速普及正在推動移動設(shè)備數(shù)據(jù)吞吐量急劇增長。GSMA預(yù)測，2014年移動設(shè)備每月的數(shù)據(jù)吞吐量將相當(dāng)于2008年全年的總和。 為了滿足這些快速增長的需求，無線網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營商競相推出4G網(wǎng)絡(luò)，而LTE將是2010年最熱門的技術(shù)。例如，在美國，運(yùn)營Verizon計(jì)劃今年部署LTE網(wǎng)絡(luò)，該市場潛在客戶數(shù)量達(dá)1億。到2011年，LTE市場會更加火熱，分析師預(yù)測屆時(shí)首款LTE手機(jī)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(yù)測2013年LTE用戶將超過 7200萬。 WiMAX也在蓄勢騰飛，目前已有數(shù)百個(gè)網(wǎng)絡(luò)正在運(yùn)營。2010年，美國、俄羅斯和日本等市場將展開大規(guī)模部署。到2010年底，預(yù)計(jì)WiMAX運(yùn)營商 UQ將覆蓋日本90%的人口。上述種種趨勢表明，SoC設(shè)計(jì)人員擁有巨大市場機(jī)遇，能夠在今年開發(fā)出獲勝解決方案(winning solution)的供應(yīng)商將最大程度地受益于市場增長，并引領(lǐng)4G潮流。 
開發(fā)挑戰(zhàn) 但是，通向獲勝4G解決方案的道路荊棘遍布，首當(dāng)其沖的挑戰(zhàn)就是需要確定以何種4G技術(shù)為目標(biāo)。在可以預(yù)見的未來，LTE和WiMAX將和平共處，哪一個(gè)會贏得更大的市場占有率尚需拭目以待。LTE的主要優(yōu)勢之一是擁有主流運(yùn)營商的支持，但WiMAX在部署方面領(lǐng)先一步。此外，HSPA+也在不斷演進(jìn)，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(fā)的復(fù)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(biāo)準(zhǔn)。
無論選擇哪種4G技術(shù)，以合理的功耗和成本付諸實(shí)施都是一大挑戰(zhàn)。在從3G向4G的轉(zhuǎn)換過程中，盡管4G業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)速率提高了 10倍之多，但手機(jī)供應(yīng)商力求不增加功耗預(yù)算。另一方面，4G的計(jì)算復(fù)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(shè)備，達(dá)到適當(dāng)?shù)某杀竞凸目刂朴绕淅щy。 SoC開發(fā)人員還必需考慮到可擴(kuò)展性，使自己的設(shè)計(jì)既能夠滿足不斷變化的市場需求，又可適應(yīng)未來下一代技術(shù)的發(fā)展(有關(guān)LTE Advanced和IEEE 802.16m等即將出臺標(biāo)準(zhǔn)的準(zhǔn)備工作已在有條不紊地進(jìn)行，預(yù)計(jì)今年將會確定)。此外，SoC開發(fā)人員當(dāng)然還必需盡可能快地把產(chǎn)品推向市場，同時(shí)把開發(fā)成本降至最低。 這些要求意味著理想的4G解決方案應(yīng)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(xiàn)有及未來應(yīng)用進(jìn)行擴(kuò)展;并且能夠把開發(fā)時(shí)間和開發(fā)工作量降至最小。
解決方案 CEVA公司完全按照上述目標(biāo)來設(shè)計(jì)CEVA-XC通信引擎。CEVA-XC是一款可配置的DSP IP，專為3.5G/4G手機(jī)及無線基礎(chǔ)設(shè)施而設(shè)計(jì)。即使是最小配置，單一CEVA-XC內(nèi)核也能夠以軟件處理整個(gè)4G收發(fā)器鏈路。這種單核架構(gòu)無需采用多個(gè)協(xié)處理器、加速器或SIMD引擎的異構(gòu)設(shè)計(jì)(heterogeneous design)，從而縮短上市時(shí)間，簡化了軟件設(shè)計(jì)。 CEVA-XC是一種完全可編程的DSP內(nèi)核，它以軟件形式支持多種無線標(biāo)準(zhǔn)，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(gè)CEVA-XC SoC可以把眾多以往分立的功能集成在一起。例如，當(dāng)今的智能電話一般都包含了多個(gè)基帶CPU，CEVA-XC SoC的專用硬件支持全球定位系統(tǒng)(GPS)、移動電視、Wi-Fi等功能。CEVA-XC可讓SoC設(shè)計(jì)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(shè)計(jì)需求。客戶不必針對每個(gè)獨(dú)立的通信標(biāo)準(zhǔn)創(chuàng)建不同的芯片，而只需開發(fā)單個(gè)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(nèi)進(jìn)行配置。它能夠針對手機(jī)、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(chǔ)架構(gòu)進(jìn)行配置。這種可擴(kuò)展性可實(shí)現(xiàn)各種設(shè)計(jì)之間更大程度的軟件復(fù)用，體現(xiàn)了應(yīng)對即將面市的多種4G應(yīng)用需求的一重要優(yōu)勢。 CEVA-XC還帶有CEVA-Toolbox，這是基于C語言的完整開發(fā)環(huán)境。通過CEVA獨(dú)有的應(yīng)用優(yōu)化器(Application Optimizer)來簡化軟件開發(fā)和優(yōu)化，可把軟件研發(fā)工作量和成本降至最低。此外，CEVA還提供一整套最優(yōu)化C語言可調(diào)用DSP庫函數(shù)和覆蓋整個(gè)LTE物理層的通信軟件庫。 CEVA的軟件庫包括一個(gè)與頂級LTE供應(yīng)商合作開發(fā)的最優(yōu)化LTE庫，這個(gè)與LTE Rel-8兼容的軟件庫能夠處理整個(gè)物理層鏈路，并可適用于多種配置及應(yīng)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(gòu)、支持QAM64(正交振幅調(diào)制)、QAM16和QPSK(四相相移鍵控)等調(diào)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(shù)。該軟件庫還為一個(gè)通用型,與具體系統(tǒng)設(shè)計(jì)無關(guān)，并帶有一個(gè)簡單C可調(diào)用的應(yīng)用程序接口 (API)，可以方便地集成到客戶的軟件系統(tǒng)中。利用這些庫，SoC開發(fā)人員能夠大幅減少開發(fā)工作量，并確保達(dá)到最優(yōu)性能。 CEVA-XC架構(gòu) CEVA-XC是基于CEVA-X DSP而開發(fā)的IP內(nèi)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(yīng)商的移動設(shè)備中。CEVA-XC在CEVA-X的基礎(chǔ)上增加了4個(gè)向量單元，性能提高到2000億次運(yùn)算/秒，足以支持MIMO 4×4這樣的先進(jìn)多天線方案。完全配置的CEVA-XC還能夠處理基站應(yīng)用中的多個(gè)LTE或WiMAX通道。 此外，CEVA-XC還提供帶1或2個(gè)向量單元的配置。通過可選的指令集，向量單元本身可增強(qiáng)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(shù)據(jù)流(采用 20MHz帶寬、QAM64調(diào)制和MIMO 2x2等挑戰(zhàn)性組合)。 CEVA-XC通過純軟件實(shí)現(xiàn)收發(fā)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(yōu)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(jìn)一步降低功耗，CEVA-XC還集成有創(chuàng)新的功率調(diào)節(jié)單元(PSU)。該單元會關(guān)斷內(nèi)核的不活動部分，并允許內(nèi)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(yùn)行整個(gè)收發(fā)器成為可能。 4G明智之選 4G市場競爭正在展開，SoC開發(fā)人員需要能夠滿足一系列嚴(yán)苛要求的解決方案。CEVA XC特別針對解決開發(fā)4G無線通信芯片過程中遇到的功耗、成本和上市時(shí)間限制等關(guān)鍵問題而設(shè)計(jì)，再結(jié)合CEVA公司工具以及包括LTE軟件合作伙伴在內(nèi)的第三方支持，為開發(fā)人員提供了一套領(lǐng)先的終極解決方案。 參考文獻(xiàn)： [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(shí)間：2010-04-19 |
