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根据Xilinx Zynq SoC的解决方案

在移动互联、智能终端的高速发展和普及下,网络热点和盲点急需灵活的方案来完善覆盖。 由于基站选址和工程施工难度越来越大,施工成本越来越高,基站设

在移动互联、智能终端的高速开展和遍及下,网络热门和盲点急需灵敏的计划来完善掩盖。 因为基站选址和工程施工难度越来越大,施工本钱越来越高,基站设备的集成化、小型化、低功耗、 低本钱、 可控性和智能化将是干流趋势。对此一系列小型化基站设备和技能Small-Cell(小型基站)诞生。 Small-Cell源于开始为家庭规划的Femto-Cell技能, 如今延伸到企业Pico-Cell、 城市Metro-Cell、和现代Micro-Cell。

为什么选用Small-Cell, 因为它能够运用于不同的地势环境,能够用于家庭,也可用于企业。 也供给更好的掩盖(10米到200米的规模), 容量, 能够用来补盲宏基站信号弱小的区域,且更易布置和调度。越来越多的人期望在任何地方运用移动手机,这使得移动数据更多的是运用在室内并在逐渐增加,而Macro-Ccell在室内的掩盖很差,但Small-Cell掩盖作用则更好。

Small Cell和Macro Cell比较,租金费用、保护和供电费用更低,所以,它具有更低的运营本钱。 有研讨标明,运营商们遍及估计在未来的网络商场中,Small-Cell将比Macro-Ccell扮演更重要的人物。

跟着移动数据流量的增加,运营商遍及以为分流移动数据是高效运用无线频谱资源的好方法。Small- Cell是3G数据分流的重要成分,他们并以为Small-Cell是办理LTE A频谱的有用方法,而不只是运用Macro-Cell办理LTE A频谱。移动运营商正在寻求更小的基站和Wi-Fi热门,以便更好地掩盖野外场所和人口稠密的区域,而带Wi-Fi的解决计划无疑可更好的协助运营商节省名贵的频段资源。

Xilinx Zynq?-7000 系列器材调集了处理器软件及FPGA硬件的可编程SoC,这样提升了体系的集成度,功用,灵敏性,可扩展性。Zynq?-7000 系列器材而且从体系层面供给功耗下降,更低本钱,更快的速度投向商场。与传统的SoC计划,依据Zynq-7000 Soc器材开发, 答应规划者依据不同运用场景,灵敏地增加不同的外设及硬件加快器,然后到达最优化和差异性方针。

1 Xilinx Zynq?-7000 SoC系列概要

Xilinx Zynq-7000 SoC系列使用Xilinx 7 系列28nm技能。Zynq-7010和Zynq-7020是依据Arx?-7 FPGA 的SoC器材,供给更低的功耗和本钱。Zynq-7030, Zynq-7045和Zynq-7100是依据Kintex?-7 FPGA的SoC器材,供给更高的功用与I/O速率。器材一览表如图1所示。

Xilinx Zynq-7000 SoC 包含Processing System(PS)和Programmable Logic(PL)两大部分。其间Processing System(PS)是:

? 依据双核ARM Cortex?-A9

? CPU主频高达1GHz

? 带有NEON加快器

? 支撑单精度,双精度浮点单元

? 32kB指令和32kB数据L1 Cache

? 512kB L2 Cache

Xilinx Zynq-7000 SoC功用如图2所示。

Xilinx Zynq-7000架构使得客户的逻辑与软件分别在PL和PS里完成成为可能。PS与PL集成在一片FPGA中。因为它们有限的I/O带宽, 能够将推迟和功耗能够做到传统两片芯片的SoC(ASSP + FPGA)所达不到的功用指标,从而使得客户能够完成共同, 差异化的体系功用。

2 Xilinx Zynq-7000 SoC用于LTE Small-Cell解决计划概要

Xilinx Zynq-7000 SoC解决计划能够满意LTE Small-Cell从Pico-Cell到Macrocell 的运用需求。在功用模块区分上, 用Zynq PS软件完成layer 2, 3协议的绝大部分,假如需求,也能够将layer 2, 3部分功用用Zynq PL作硬件加快。将Layer 1在Zynq PL硬件中完成。

因为Small-Cell 机箱内没有电扇,散热问题十分应战, Xilinx LTE Small-Cell解决计划供给低功耗协助下降贵重散热器的本钱,而且使得热规划更简略。Xilinx的Radio IP CFR/DPD能够协助客户进步功放功率并下降Small-Cell的功耗。使用Xilinx供给的IPs, 能够进步集成度,加快客户产品投向商场的时刻。

Xilinx Zynq-7000 SoC计划能够支撑LTE Small-Cell的装备如图3所示。

3 Zynq SoC Xilinx Small-Cell 功用区分

Xilinx Zynq SoC十分适宜高功用LTE SmallCel产品。 Zynq SoC具有两个ARM Cortex?-A9。 其间一个ARM核完成实时操作体系,LTE layer 1的操控, 别的一个ARM核完成layer 2, 3协议,包含IEEE1588, PDCP, RLC, MAC and PHY API, Ethernet, IP SEC/IP, UDP, SCTP, GTP-U, OAM; 在Zynq PL(低推迟, 并行度高, 高带宽互联)中能够完成Layer 1, 包含硬件加快器,Channel Encoding, QAM Modulaon, MIMO Encoder, OFDM Modulaon, DUC, CFR, DPD。DDC,OFDM Demodulaon, MIMO Decoder, QAM Demodulation, Channel Decoding。 JESD接口。PS中模块与PL中模块能够经过AXI-4规范总线进行数据交互。

4 Xilinx LTE Small-Cell Zynq SoC 计划的优势

如图5 所示, 左上角是传统计划用多核SoC,ASSP 完成数字中频,一片小容量FPGA 完成剩下的接口逻辑与存储,这种组合而成的计划来支撑 2×2 (2T 2R) LTE Small-Cell。

左下角是用xilinx 单芯片Zynq Z-7045 来完成2×2 (2T 2R) LTE Small-Cell,两个ARM Cortex?-A9处理器核完成实时操作体系,LTE layer 1 的操控, layer 2, 3 协议; Zynq 逻辑完成LTE layer 1物理层及数字中频(DUC/DDC/CFR/DPD)与CPRI 接口等。这样从传统的3 片芯片集成到一片Zynq Z-7045。

如图5 所示,由3 片芯片集成到一片所带来的优点是:下降芯片之间的处理推迟, BOM 本钱下降 25%,与此同时全体功耗下降35%。

5 小结

LTE Small-Cell 对低本钱, 低功耗,高集成度和高可靠性的要求。 全集成,可扩展性与灵敏性成为十分重要的方针。 使用Xilinx Zynq-7000 双核ARM 处理器PS, 与高体系功用和低功耗的PL 相结合, Xilinx 全可编程Zynq-7000 SoC 是现在或将来LTE Small-Cell 适宜的好的解决计划。

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