选择ASIC、FPGA和DSP的重要准则2

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选择ASIC、FPGA和DSP的重要准则2 [复制链接]

准则选取 在选择任何准则之前，有必要给软件无线电精确的定义。在底板各处，开发人员可为软件无线电架构的构成下许多不同的定义，但本文将采用软件无线电论坛的方法，将软件无线电定义为「在较大频率范围内，能对目前已有的以及将来会出现的诸多调变技术、宽带及窄频作业、通讯安全功能（如跳频）和信号波形等的标准要求进行软件控制的无线电」。 表一 在FPGA中实现CDMA 2000 HDR 图一 传统的通讯系统只支持一种无线通讯标准 CDMA 2000规范采用单一无线接口标准设计的CDMA 2000高速数据速率（Hard Data Rate；HDR）规范中已经实现了数字无线系统(表一)，该设计在考虑成本的基础上，使用了任意可程序组件对系统进行评估，如(图一)。而在软件无线电中，无线电的每个主要功能组件（包括射频收发器）都具备在无线环境中进行重配置以支持多种无线接口标准的特性。 　 五大设计准则 软件无线电的可重配置特性改变了设计人员需要考虑的准则。由于强大的处理能力在当前的2G无线环境中占据主导地位，可程序功能也逐渐成为软件无线电设计应用的焦点。 总之，当选择ASIC、FPGA或DSP时，设计人员应当考虑可程序性、整合度、开发周期、性能，以及功率等五项重要的选择准则，上述准则中的任何一条都会对设计人员选择DSP、ASIC或FPGA产生直接的影响。 表二 执行1024点FFT所需的时间 图二 16-tap FIR滤波器 可程序性 可程序性系指对于所有的无线接口标准，组件均能重新配置以执行所期望的功能。DSP和FPGA可轻易地进行重配置，以实现软件无线电设计的各种功能。现有的通讯ASIC虽然可用较低的成本提供更好的性能，但提供的可程序能力非常有限。亦即一但使用ASIC来开发产品，此产品的功能都被硬件限制了，设计者根本无法更改。问题的关键是，在诸多的无线ASIC中是否有一种适合于特定要求的数字无线产品。 在纯软件无线电架构中，显然没有一种ASIC具有这样的功能。但实际上只有很少数的数字无线设计需要这样高的灵活性。因此软件无线电产品开发的关键步骤就是确定系统每项功能所需的可程序特性，并确定现有的ASIC是否可以提供这项功能。 确定组件的处理功能可透过既支持W-CDMA也支持GSM的基地台收发器架构来说明。由于W-CDMA采用了展频通讯技术，因此许多用户可共享一个射频（RF）通道。在上行链路1,920至1,980MHz之间和下行链路2,110至2,170MHz之间，W-CDMA信号在每个信道中占据5MHz的频宽。另一方面，在GSM系统的每个射频通道中，窄频TDMA技术一般只支持8个用户。在上行链路890至915MHz之间和下行链路935至960MHz之间，窄频TDMA的每个通道占据200kHz频宽。