基于串行RapidIo協議的無線通信基帶處理系統架構

引 言
在現代社會里，無線通信在很多領域扮演著重要的角色。為滿足人們日趨多樣化的通信需求，無線通信技術不斷地進行著革新，以便得到更高的數據傳輸和處理能力。
然而，隨著超3G，4G通信技術的演進，單個DSP處理器件自身的處理能力已不能滿足系統的需求。解決這一矛盾的有效途徑是采用分布式處理。然而，通常的基帶處理系統架構，其本身并不具備分布式處理能力，并且這種架構存在著諸多弊端，可升級性差。在系統設計時，FPGA和DSP的結構就已經固化，這為后期功能的改變和性能的提升帶來了很大的麻煩；系統的可移植性差，無法在pico，micro和macro基站中使用同一種架構；這類架構通常會使用EMIF 接口，EMIF接口會引入不確定性時延，而基帶處理算法對其具有敏感性；上行和下行處理在硬件上相分離，系統成本高。為了消除上述問題對無線通信技術發展的制約，本文在對RapidIO協議及相關技術進行深入研究后，基于串行：RapidIO接口協議提出了一種新的基帶處理架構。

1 RapidIO協議及關鍵技術的研究
作為一種基于可靠性的開放式互連協議標準，Ra-pidIO以其高效率、高穩定性、低系統成本的特點，為通信系統各器件間提供了高帶寬、低延時數據傳輸的解決方案；同時，其擁有支持點對點或點對多點的通信能力，支持DMA操作和消息傳遞，以及支持多種拓撲結構等特性，為數據處理性能穩定快速地提升提供了強有力的保障。
1．1 RapidIO協議的研究
RapidIO的操作是基于請求和響應事務的。操作的發起器件產生一個請求事務，該事務被發送至目標器件，目標器件收到請求事務后會產生一個響應事務返回到發起器件，從而完成該次操作。RapidIO協議的核心是包和控制符號。包是系統中器件間的基本通信單元，它由事務和確保事務被準確可靠傳送至目標端點所必需的位字段構成。控制符號用于管理RapidIO物理層互連的事務流，也用于包確認、流量控制和維護。
RapidIO采用三層分級的體系結構分別為邏輯層，傳輸層，物理層。如圖1所示。邏輯層規范在最頂層，定義了接口的全部協議和包的格式，它為器件發起和完成事務提供必要的信息。傳輸層規范在中間層，定義Ra-pidIO地址空間和數據在器件間傳輸包所需要的路由信息。物理層規范位于整個分級結構的底部，包括器件級接口細節。該體系結構最大的特點是不同的邏輯層和物理層都依靠同一公用傳輸層規范來連接，它使得RapidIO具有很強的靈活可變性。例如，在任意層對事務類型進行修改或增加都不會更改到其他層的規范。