28nm、32個(gè)核、ARM Cortex-A15、C66x DSP，它們個(gè)個(gè)都是能吸引工程師的技術(shù)和產(chǎn)品，如果把它們都集成在一個(gè)芯片里會(huì)產(chǎn)生什么效果呢？德州儀器(TI)在2012年的移動(dòng)世界通信大會(huì)上給出了答案——TC16612/4/6 SoC。
TC16612/4/6 SoC的產(chǎn)生有其必然性，因?yàn)橐苿?dòng)通信正迎來新的轉(zhuǎn)折點(diǎn)：首先，移動(dòng)通信從GSM到3G再到4G，在數(shù)據(jù)大爆炸的今天，各個(gè)環(huán)節(jié)都急需擴(kuò)大容量；其次，移動(dòng)通信的多重標(biāo)準(zhǔn)問題需要主處理平臺(tái)有多模式運(yùn)行能力；而且網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)不斷發(fā)展，例如，從小型蜂窩基站向宏基站擴(kuò)展以及采用C-RAN；此外，對(duì)成本和節(jié)能環(huán)保的要求也越來越高。
近日，TI DSP業(yè)務(wù)發(fā)展經(jīng)理鄭小龍先生帶著十分喜悅的心情講述TC16612/4/6 SoC的故事：“大家一直在問我們兩個(gè)問題，針對(duì)通信應(yīng)用TI有什么手段能把主控制器加在DSP上以及TI CPU到底能達(dá)到什么樣的性能。今天我很高興地宣布，TI終于把我們強(qiáng)大的DSP和同樣強(qiáng)大的ARM Cortex-A15有機(jī)地結(jié)合在一起，這也是大勢(shì)所趨。”
Keystone 強(qiáng)勁升級(jí)——Keystone II
當(dāng)很多工程師才剛開始使用KeyStone、競(jìng)爭(zhēng)者還在探秘KeyStone的時(shí)候， 不到2年的時(shí)間，TI又推出了Keystone II。TI把28 nm注入到了Keystone II多內(nèi)核架構(gòu)中，可以讓Keystone II能集成更多的功能模塊。TI還率先在電信基礎(chǔ)設(shè)施中采用ARM Cortex-A15 RISC 內(nèi)核，能支持混合使用多達(dá)32 個(gè)內(nèi)核，增強(qiáng)了以太網(wǎng)交換和數(shù)據(jù)包處理功能，可向上擴(kuò)展Radio AccelerationPacs。Keystone II內(nèi)部框圖如圖1所示。
圖1 Keystone II內(nèi)部框圖
小龍表示：“TI把Keystone II中的ARM核直接從A8過渡到A15，滿足了網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營商和OEM 廠商對(duì)更節(jié)能和更緊湊的平臺(tái)提供具有更高帶寬的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施的需求。Keystone II內(nèi)部有多個(gè)C66x和Cortex-A15集成陣列，使用了72 bit DDR3、帶寬從1Gb/s~10Gb/s的安全協(xié)處理器、網(wǎng)絡(luò)協(xié)處理器、比特率協(xié)處理器，還具有WCDMA接收和發(fā)送模塊、快速傅里葉轉(zhuǎn)換（FFTC）模塊、器件安全包、數(shù)字射頻前端以及豐富的接口。”
此外，Keystone II 的多內(nèi)核導(dǎo)航器也得到了增強(qiáng)，可提供16 KB 硬件隊(duì)列、100 萬個(gè)描述符和內(nèi)置硬件智能，用以實(shí)現(xiàn)調(diào)度及負(fù)載平衡。該架構(gòu)包含具有2.8 Tb/s 交換容量的增強(qiáng)型共享存儲(chǔ)器控制器，可實(shí)現(xiàn)對(duì)共享內(nèi)、外部存儲(chǔ)器的低時(shí)延存取，另外其還采用2.2 Tb/s TeraNet 交換結(jié)構(gòu)，能在所有片上處理元件和資源之間實(shí)現(xiàn)業(yè)界領(lǐng)先的無阻塞數(shù)據(jù)移動(dòng)。
先主攻小型蜂窩基站和環(huán)保節(jié)能型宏基站
首批基于Keystone II的TC16612/4/6 SoC主要用于超高容量的小型蜂窩基站和環(huán)保節(jié)能型宏基站。小龍說到：“TCI6636具有4個(gè)Cortex-A15和8個(gè)定點(diǎn)及浮點(diǎn)C66x DSP，有高達(dá)18 MB的片上存儲(chǔ)器，集成層一、層二、層三，傳輸處理以及運(yùn)維與控制處理。TCI6636 是業(yè)界首款采用LTE Advanced (LTE-A) 技術(shù)的SoC，支持語音數(shù)據(jù)同步、40 MHz 的LTE 信號(hào)帶寬、300 Mb/s的下行鏈路以及150 Mb/s的上行鏈路，并支持多達(dá)256個(gè)用戶。TCI6636具有夜間模式、動(dòng)態(tài)關(guān)機(jī)和快速重啟的功能。TCI6636不但能為開發(fā)人員帶來超過兩倍的容量及超高性能，還能顯著降低系統(tǒng)成本與功耗，從而開發(fā)出經(jīng)濟(jì)高效的綠色環(huán)保型基站。”
來看看TCI6636是如何降低成本和功耗的。常規(guī)宏基站設(shè)計(jì)如圖2所示。如果使用TCI6636來設(shè)計(jì)宏基站，由于其集成ARM Cortex-A15內(nèi)核，并提供功能齊全的數(shù)據(jù)包與安全處理技術(shù)，相當(dāng)于一個(gè)宏基站控制器，不僅能夠支持多領(lǐng)域宏基站，而且還可取代昂貴而耗電的網(wǎng)絡(luò)處理器。TCI6636 內(nèi)置以太網(wǎng)、SRIO 和天線交換功能，所以可以省去天線FPGA、以太網(wǎng)交換機(jī)和SRIO交換機(jī)，這樣總共能使系統(tǒng)級(jí)功耗降低約75 W，并節(jié)省625美元的材料清單成本。此外，對(duì)目前使用TI TMS320TCI6618 SoC 等基帶處理器的網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營而言，TCI6636 可作為配合協(xié)處理器的控制器。
圖2 常規(guī)宏基站設(shè)計(jì)
小龍補(bǔ)充到：“TCI6636 與TI 整個(gè)KeyStone 多內(nèi)核產(chǎn)品系列以及TMS320C64x DSP 系列代碼兼容，可確保TI 客戶此前所做的所有軟件投資都能重復(fù)利用。TI正在和Aricent協(xié)作開發(fā)一種專為TI KeyStone 多內(nèi)核SoC優(yōu)化的量產(chǎn)質(zhì)量級(jí)、市場(chǎng)就緒型小型蜂窩基站協(xié)議棧。TI今后還會(huì)針對(duì)更廣泛的領(lǐng)域推出相應(yīng)的產(chǎn)品，如工業(yè)控制、醫(yī)療設(shè)備、高清視頻處理等。”
基于Keystone II的TC16612/4/6 SoC在為用戶帶來高性能的同時(shí)也為運(yùn)營商降低了資本支出和運(yùn)營成本，達(dá)到了通信SoC新的高峰，相信會(huì)是OEM 廠商新一代節(jié)能網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施解決方案的不二之選。