基于LTE/4G的新型處理器架構滿足無線處理的需求

　　接收鏈路（圖3底端）接收來自前端濾波器的數據并為MAC生成傳輸數據塊，它包含控制器和三個計算域：信號處理域（接收信號處理器或RxSP）、矩陣處理域（接收信道處理器或RxChP）以及比特軟值域（接收混合ARQ 處理器或者叫 RxHARQ、Turbo引擎和接收控制處理器或者叫RxCP）

　　所有這些DSP包括Turbo 引擎，都可以用Tensilica公司的Xtensa可定制處理器技術實現，從而針對特定的任務進行優化。利用可配置技術還可以同時創建功能齊全的配套軟件工具鏈，所以不需要把時間浪費在開發不同DSP的基本指令集仿真器、調試器方面。

　　Tensilica公司的基帶引擎ConnX BBE16是構成RxSP和RxChP的基礎，該ConnX BBE16是一個128位、3發射、16MAC的數字信號處理器，能夠在單周期內完成多個復數乘法運算和一個復數基-4FFT運算。RxSP為每個符號產生源數據塊并進行信道估計。源數據塊會立即寫入接收鏈路中的下一個處理器RxChP的輸入緩沖區，RxChP執行MIMO解碼，并產生比特軟值給HARQ模塊。

　　RxHARQ處理器接受解碼后的比特軟值，并將它們合并為合適的冗余版本，接著執行HARQ重組以產生碼塊，碼塊被寫入Turbo解碼器的輸入緩沖區，完成解碼后又被寫入RxCP的輸入緩沖區。

　　RxCP是主控制器，執行休眠控制和電源管理。它對信道頭進行解碼以便配置收發鏈路正常工作，它還為MAC處理器提供了控制和數據接口。

　　4 ATLAS發射鏈路

　　發射鏈路包括兩個計算域和兩個處理器，發射位處理器（TxBP）和發射信號處理器（TxSP）。

　　TxBP執行CRC編碼、加擾、Turbo編碼、子塊交織、速率匹配和物理上行控制通道編碼。針對這一過程，Tensilica開發了一種比特流處理器（ConnX BSP3），它是一個32位DSP，增加了一些特殊指令，用于CRC、Turbo編碼和交織運算的加速。

　　TxSP接收編碼后的比特流，并產生相應的SC–FDMA符號，它們再提供給前端濾波器用于上變頻和MASK兼容， TxSP用Tensilica的BBE16 DSP實現，執行CRC編碼、位加擾、Turbo編碼、格雷碼編碼、RB映射、層映射、DRT、FFT和運營商附加的前綴匹配運算等。

　　5 基于同一架構的多核體系

　　ATLAS參考架構的優勢在于，所有的內核都基于Tensilica的Xtensa處理器架構。這意味著所有內核可以共享相同的基本指令集，并使用相同的開發工具。這樣就簡化了整個設計工作，并可以將培訓成本降到最低。

　　采用多核方案實現LTE系統，因為每個DSP內核是針對不同任務專門優化的，所以可以獲得LTE所需的最大效率和性能。ATLAS架構專為模塊化設計而開發，通過增減不同類型的處理器，它可以很容易擴展為不同性能級別的產品。由于處理器能夠進一步定制，所以設計人員可以貫徹Tensilica公司的設計理念并將其進一步發揚光大，以更好地匹配他們的性能、功耗和成本預算，或者更好地實現他們的獨特算法。

　　使用小型定制處理器的優勢是，如果不需要這部分處理能力的時候，該內核和它使用的存儲器都可以關斷（與3G和3.5G中的設計類似，在這些設計*耗是最受關注的），這有助于將功耗保持在最低水平。一個優化的多核架構可以允許使用更小、更低功耗的內核而無需提升系統頻率。

　　針對LTE系統中的關鍵運算定制DSP，還可以提高設計人員的工作效率。由于所有處理器都基于Tensilica的Xtensa可配置處理器內核，它們使用相同的軟件工具鏈。編譯器、調試器、ISS等都可以識別和利用定制的硬件并提高軟件的開發效率。

　　多顆DSP串行連接的方式也非常適合LTE無線算法中的數據流處理方式。因為一種算法只運行在一個內核上，所以軟件編程模型和調試都變得更加方便，多顆處理器之間的數據傳輸不是基于全局共享總線，而是專門的點對點連接，因此數據無需總線仲裁就可以快速地加載進其他DSP的存儲器中。此外，與典型的基于總線的系統相比，也不會因為更多處理器掛到總線上而降低性能。

　　6 復雜的LTE軟件

　　LTE系統中的軟件也相當復雜，需要真正了解需求的專業軟件供應商提供，Tensilica公司一直與mimoOn合作，該公司因軟件專長而倍受產業推崇，mimoOn開發了LTE的物理層軟件堆棧優化程序，可以讓采用ATLAS架構的專用Tensilica DSP發揮最高性能。

　　7 完整LTE L1 PHY的實現

　　ConnX的ATLAS LTE的參考架構實現了完整的LTE的L1物理層設計，包括了運算量要求極大的Tubro解碼器，并且完全基于軟件可編程的DSP處理器實現。它可以作為設計團隊實現LTE基帶系統的起點，設計團隊需要把L2的組件和其它的系統互連組件以及ATLAS組件整合在一起。

　　由于是模塊化設計，所以設計團隊可以部署ATLAS架構中的所有7個模塊，也可以復用他們已有的RTL模塊去替代一個或者更多的ATLAS組件。不管是LTE設計師還是以后的LTE Advanced（4G）設計師，ATLAS LTE參考架構中的模塊化組件都可以讓他們事半功倍。