基于DSP+FPGA的WCDMA系统基带发送实现方案

作者：时间：2014-03-08 来源：网络收藏

内所要处理的最大数据量为：
Wmax=9600bits。

根据3GGP协议TS25.212V2.2.0规定的下行数据基带处理流程(图1所示)，并按固定位置复用的方式进行处理，每个数据比特须经过最多10个环节的处理过程，分别是：

估算平均每环节上每比特的处理要求8条指令。则10ms内必须完成的处理指令数是：9600×10×8=768000条。对应的处理能力要求是76.8MIPS。

●消息处理：包含消息的解释、对应控制参数的计算、发给对应的处理FPGA。估计需求不超过一条承载64Kbps业务的无线信道的基带数据处理的需求。

综合考虑上述两个方面，则整个基带数据处理的等效需求是：
(9600+2400)×10×8/10ms=96MIPS
以TMS320C5410为例，其内部工作时钟频率高达100MHz，运算速度达100MIPS。基于C的软件开发环境和汇编级并行处理的优化程序，优化后的并行执行效率一般为80%，等效的处理能力为80MIPS。可见，若将整个基带数据处理交给该DSP芯片完成，其处理能力无法满足整个处理单元的需求。因此，在基带处理的实现方案中，数据量小的业务，如随路信令，AMR语音业务可由DSP处理；而数据量大的业务，如64Kbps、144Kbps和384Kbps速率的业务，大部分处理环节由FPGA完成。具体实现如下：

●DSP作为主控单元，完成数据提取、消息解析和部分的基带数据处理功能，如第二次交织和成帧等；

●FPGA则在DSP的调度下完成基带数据处理环节中大部分比较耗时的处理功能，如：CRC校验、编码、速率适配等。

在384Kbps业务信道加随路信令的处理中，384bpsK业务数据由DSP通过同步高速接口以DMA方式递交给FPGA，在FPGA中处理；而随路信令因其数据量小，在FPGA处理384Kbps业务数据时，随路信令数据在DSP中同时处理。此方法减少了数据处理时间，提高了处理速度。

结语

本文在分析WCDMA系统因传输不同速率和QoS要求的多种业务而带来的系统复杂度和数据处理延时的基础上，着重介绍了作为一个较好的软硬件结合的设计方案，DSP+FPGA结构在基站分系统的发送单元实现中的具体应用。该硬件电路的实际测试表明，该结构不仅在高速率业务的处理时延上符合规范要求，而且对不同类型的业务处理有较强的适应能力，满足了WCDMA系统对多媒体业务传输的支持。