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Edge技能给无线手机渠道带来规划应战与机会

Edge技术给无线手机平台带来设计挑战与机遇-随着全球广泛覆盖、稳固的基础架构演进以及各种手机对Edge功能的支持,Edge技术正日趋成熟。

  跟着全球广泛掩盖、安定的根底架构演进以及各种手机对Edge功用的支撑,Edge技能正日趋老练。据3G美国交易集团计算,全球有120多个国家230多家运营商在他们的GSM网络中不同程度地布置了Edge技能,其间90多个国家160个运营商正在供给商用服务。低本钱的根底架构晋级以及一些首要的中到高端手机中Edge功用的完结,为Edge布置供给了诱人的性价比优势。

  Edge技能给无线链路带来的要害改造包含引进较高档调制办法(8PSK),多代码调制计划MCS1-9(答应体系依据作业条件作调整),以及经过组合不同传输数据供给链路增益的增量冗余特性等。因此Edge能够进步数据速率,理论峰值速率可达473.6kbps,并且能有用扩展数据容量,其均匀增益超越GPRS三倍。此外,Edge极大地改善了无线功用。它支撑与通用移动电信体系(UMTS)相同的服务质量(QoS)架构,能够经过3GPP版别供给更好的服务。

  Edge除了能明显改善现有GSM/GPRS网络功用,还能与其它无线接入技能(如UMTS和3GPP LTE)共存。导致Edge成功的别的一个重要要素是无线数据服务的引进。Edge供给的更高数据速率满意了用户对无线email和音乐/视频等内容下载的要求,可进一步扩展到互联网协议多媒体子体系(IPMS)和企业级运用。

  Edge技能还将进一步演进,有关规范安排现已展开了这方面的作业,并预备经过Geran(GSM/Edge无线接入网络)进步Edge功用。版别 7中的新功用旨在进步峰值数据速率、频谱功率和容量,削减推迟,并完结数据和语音的一起传送。有许多新技能能够考虑运用,包含较高档调制计划(如16- QAM),经过双无线信道接纳以及下行链路信号的分集接纳等。演进的Edge技能对运营商颇具吸引力,由于它能供给适当于3G体系的功率,而只需现有的频谱执照。

  Edge技能给无线手机渠道提出了许多应战。一方面,新规范的杂乱性对运算和存储提出了更高的要求。另一方面,商用化压力要求手机渠道能以极具竞争力功耗水平,以及与老练技能(如GSM/GPRS)适当的成原本供给更高的容量水平。应对这些应战的办法有许多,这些办法依赖于根底技能的可用性和规划团队的立异才能。手机渠道的优化需求考虑如下要素:

  先进的半导体制作工艺

  多核数字基带架构

  更高的集成度,包含在单芯片上集成内核/存储器,以及集成混合信号和射频

  多芯片封装技能

  运用软件优化技能下降功耗

  运用软件可装备渠道完结灵敏的手机规划

  无线手机的多核架构从20世纪90年代晚期就现已老练,并已从语音为中心的GSM过渡到面向数据的GPRS渠道。不过为了满意Edge数据接纳器规划中日益杂乱的算法,芯片组处理计划有必要引进新的功用以满意信号运算与处理部分的要求。

  

  图(a):多核渠道顶层框图; (b):Edge手机芯片组区分

  Edge为“低于100MHz的”处理器供给了清晰的分界线,这些处理器现已无法满意物理层的要求,因此需求特别的硬件加速器或协处理器。

  依据软硬件区分,部分或悉数运算使命能够卸载给硬件模块完结,一般在软件中保存要害参数的运算和预滤波。此外,数据接纳器的要害功用数字是接纳器规划中同步才能以及搅扰按捺滤波技能的函数。

  跟着蜂窝基带处理器中所运用的DSP处理器速率超越200MHz,Edge数据接纳器能够彻底选用软件来完结,然后能灵敏地习惯规范改变,并可针对现场测验事例和运营商验证状况进行调整。数据接纳器选用低功率内核规划完结,可使整个体系功率等同于乃至优于GPRS数字基带芯片组,且坚持高度灵敏性。

  软件Edge完结优于手机硬件规划,除了能够坚持一向的安稳性外,在多供货商根底设施上运用的验证和互操作性测验进程方面也进一步优化了功用。这种极具性价比和高成效的处理计划能够满意严厉的无线手机要求。别的,跟着规范的开展,下一代软件渠道将答应增加各种功用增强技能,规模从增强型Edge的专有算法到单天线搅扰抵消或Edge演进要素等先进处理技能。

  一些高端运用对手机功用提出越来越高的要求,包含从音频到视频以及根据图画的事务。在这些范畴,功用取决于MCU内核资源:一般根据ARM7内核的处理计划是具有高度优化的通讯渠道,合适数据卡和入门级手机,但要求对多媒体功用要有硬件支撑,选用专用的DSP内核或硬件加速支撑音频/视频。

  下一代多媒体功用将由功用更强壮的ARM9内核和增强型DSP内核一起完结。

  图1所示为一个典型多核处理计划,含有一个DSP子体系,该子体系由DSP内核、L1代码和数据存储器(可装备为高速缓存或SRAM)、一致的L2 存储器和一系列DSP外设组成。DSP子体系用于处理信道均衡、数据接纳器和语音编/解码功用。如果在处理完这些使命后还有“剩余”的Mips才能,DSP子体系还能履行一些多媒体功用,并且功耗一般比MCU低,由于针对这种操作DSP有更好的指令集。

  MCU子体系由微操控器内核和高速缓存组成。源自高档RISC机的ARM内核简直通用于MCU模块。专用总线子体系支撑衔接显示器和图画捕获设备的多媒体接口。该子体系包含一个并行外设接口操控器,支撑多比特照相传感器或视频输入接口,以及用于并行液晶显示器的专用外部总线接口,然后消除了噪声和外部首要存储器接口的加载进程。多媒体接口器材的数据移动要求能够经过多通道直接存储器存取操控器(DMAC)完结,该操控器支撑各种必要的视频格式。

  Edge手机的典型功用区分如图2所示。芯片组包含射频发送/接纳部分、带混合信号和电源办理模块的模仿基带以及数字基带。一个完好的手机规划包含芯片组、存储器模块、运用模块(照相机、显示器等)和蓝牙、安全数字或多媒体卡(MMC)等外设。

  上述计划根据一种被验证的且安稳的渠道区分办法,选用现在的工艺和封装技能完结性价比极高。一起,该渠道的功耗无论是在作业仍是待机状况都极具竞争力,这是经过集成电源办理和数字基带上的架构挑选来完结的。

  这种架构办法答应运用体系级封装或体系级芯片技能无缝移植到更高层集成环境,而这是转向下一代半导体工艺节点(65nm)所不可避免的。

  除了供给Edge处理计划外,该渠道的可晋级性还可将架构扩展到多形式操作。例如,所引荐的渠道很简单扩展到TD-SCDMA规范,它还能针对各种运用要求到达必要的速度;供给灵敏的功耗;高效处理操控代码;支撑编译器优化以进步代码质量。此外,该渠道直接获益于数年来在GSM、GPRS和Edge 的功用/本钱改善和功耗下降方面的出资,包含运用动态电压调整使功耗与处理器功用相匹配,运用直接转化接纳器和Σ-Δ数据转化器等先进射频和混合信号技能。

  选用上述Edge渠道处理计划规划的TD-SCDMA计划在功用方面现已成为近年来现场实验中的佼佼者。该渠道的可晋级性可协助手机开发人员开宣布更具竞争力的产品。

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