創(chuàng)新SoC網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)Axxia為移動(dòng)寬帶提速

Axxia代表一種獨(dú)特的創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)SoC解決方案平臺(tái)，靈活且高效節(jié)能的可擴(kuò)展架構(gòu)!它包含完整的網(wǎng)絡(luò)芯片和軟件組合。本文首先結(jié)合LSI的IP優(yōu)勢(shì)，概述了Axxia平臺(tái)具有的靈活性和高度可擴(kuò)展性，并以與ARM的最新合作再次強(qiáng)調(diào)這種可擴(kuò)展性。接著分析了極富創(chuàng)新性的虛擬管線 (Virtual Pipeline) 專利技術(shù)如何為Axxia平臺(tái)提供確定性能;最后探討了Axxia無線平臺(tái)的強(qiáng)大生態(tài)系統(tǒng)能如何幫助客戶加快產(chǎn)品上市、降低軟件投資。

Axxia是什么?一種通信處理器?不僅如此!它代表了一種獨(dú)特的創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)SoC解決方案平臺(tái)，靈活且高效節(jié)能的可擴(kuò)展架構(gòu)!它包含完整的網(wǎng)絡(luò)芯片和軟件組合：

1.通信處理器，采用先進(jìn)的多核技術(shù)，可實(shí)現(xiàn)快速通道加速，具備確定性和高度可編程的性能;

2.最高密度、最低成本和完全可編程的媒體和基帶處理器;

3.多業(yè)務(wù)處理器，高密度、低功耗及完全值得信任的通過包網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行的TDM傳輸;

4. 基于Axxia架構(gòu)的定制化處理器，靈活的客戶管理模式，業(yè)界領(lǐng)先的交付時(shí)間。Axxia網(wǎng)絡(luò)SoC解決方案為移動(dòng)和企業(yè)網(wǎng)絡(luò)提供確定性能，其定制化的解決方案實(shí)現(xiàn)了高度差異化。

靈活且高度可擴(kuò)展的平臺(tái)

“隨著EVS、SAE 和LTE-Advanced 等新型架構(gòu)的大量部署，系統(tǒng)對(duì)網(wǎng)絡(luò)的帶寬要求將遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出當(dāng)前基礎(chǔ)設(shè)施的處理能力。這就要求 SoC 架構(gòu)具備出色的擴(kuò)展能力，以便在有效控制成本的同時(shí)應(yīng)對(duì)不斷上升的帶寬需求。”LSI公司網(wǎng)絡(luò)元器件部市場(chǎng)營(yíng)銷總監(jiān)Tareq Bustami曾指出。

LSI公司亞太區(qū)總經(jīng)理張衛(wèi)最近在一次媒體交流會(huì)中分享了LSI在2012世界移動(dòng)通信大會(huì)(MWC)上重點(diǎn)展示的可幫助移動(dòng)寬帶提速的Axxia平臺(tái)所具備的高度可擴(kuò)展性。Axxia 平臺(tái)采用高能效中央處理單元 (CPU) 和指令集架構(gòu) (ISA) 無關(guān)型多核架構(gòu)，允許將通用處理器與靈活、確定的 Virtual Pipeline高速路徑融為一體，可針對(duì)根據(jù)OEM廠商的特定需求進(jìn)行擴(kuò)展和定制，在Axxia平臺(tái)上選擇適合自己的硅設(shè)計(jì)，如ASIC、CSSP或者ASSP。這種獨(dú)特商業(yè)模式受到LSI客戶廣泛稱道(如圖1所示)。

圖1. LSI獨(dú)創(chuàng)Axxia網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)混合了通用和特定用途的處理方式，并具備可整合客戶定制IP的能力。

而這種靈活的商業(yè)模式是建立在LSI廣泛的IP積累基礎(chǔ)之上的?？蛻艨衫肔SI提供的預(yù)驗(yàn)證的遵從標(biāo)準(zhǔn)的IP核降低成本和加速上市時(shí)間。

LSI的CoreWare IP是經(jīng)驗(yàn)證的復(fù)雜IP功能，并達(dá)到LSI特定的設(shè)計(jì)完整性、簡(jiǎn)便易用性，可重用性，可支持性，質(zhì)量、可交付性以及支持性基礎(chǔ)設(shè)施等一系列標(biāo)準(zhǔn)。另外，CoreWare IP解決方案與存儲(chǔ)行業(yè)領(lǐng)先標(biāo)準(zhǔn)接口和部件是協(xié)同的，確保遵從性，讓客戶能夠?qū)①Y源專注于產(chǎn)品細(xì)分和競(jìng)爭(zhēng)性優(yōu)勢(shì)。

自1990年以來，LSI的IP解決方案已經(jīng)包含了高級(jí)的、預(yù)打包的芯片部件和完整的交付，通過LSI領(lǐng)先的設(shè)計(jì)工具和方法實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單的集成。針對(duì)終端應(yīng)用進(jìn)行設(shè)計(jì)的LSI IP支持系統(tǒng)級(jí)別的考慮，包括仿真和信號(hào)完整性要求等。

LSI還提供靈活的IP訂閱模式，讓客戶能從LSI廣泛的解決方案進(jìn)行選擇，從SerDes或者I/O單元到完整的I/O控制器、從處理器核到完整的處理器子系統(tǒng)。具體選擇包括但不限于：1.目前和下一代的串行標(biāo)準(zhǔn)(關(guān)鍵存儲(chǔ)和網(wǎng)絡(luò)接口)的支持，比如XFI (10G), 光纖通道(8.5G), SAS (6G), PCI Express (5G)以及很多其他接口;2.最新的并行存儲(chǔ)接口支持，如DDR3 SDRAM, QDR、 DDR II+ SRAM和RLDRAM;以及無存儲(chǔ)芯片到芯片接口，比如SGMII和SPI4;3. 支持行業(yè)最流行的可集成處理器產(chǎn)品，比如PowerPC、ARM、MIPS和ZSP。

與ARM合作，顯著提高移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)性能/功耗比

特別值得一提的是，除了繼續(xù)發(fā)展的基于高性能多核PowerPC的Axxia通信處理器ASSP產(chǎn)品，LSI最近還將新型高性能多核 ARM Cortex A-15 處理器與LSI 硬件加速器的確定性進(jìn)行了整合，為移動(dòng)接入、回程和網(wǎng)關(guān)帶來理想的Axxia處理器方案系列ASSP。該系列提供多種不同的引腳兼容配置，適用于繁多的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用，包括NodeB和eNodeB等3G/4G移動(dòng)訪問系統(tǒng)、移動(dòng)寬帶無線電網(wǎng)絡(luò)控制器(RNC)應(yīng)用以及企業(yè)網(wǎng)關(guān)等。Axxia系列提供全面的軟件開發(fā)環(huán)境、評(píng)估板以及業(yè)界領(lǐng)先供應(yīng)商推出的一系列軟/硬件解決方案。

ARM CPU與LSI硬件加速器配合Virtual Pipeline專利技術(shù)，可實(shí)現(xiàn)最佳的性能和靈活性。這種合作關(guān)系為客戶提供了經(jīng)過驗(yàn)證的可擴(kuò)展、多功能軟件平臺(tái)，用以支持對(duì)無線基礎(chǔ)設(shè)施的多代擴(kuò)展。LSI 與 ARM 的合作由來已久，目前內(nèi)核出貨量已超過 10 億，因此 ARM 內(nèi)核集成進(jìn)LSI 旗艦 Axxia 平臺(tái)是一種自然的選擇。該平臺(tái)使無線制造商能夠開發(fā)出包含所有基站處理功能的解決方案。

添加ARM節(jié)能核的Axxia平臺(tái)可以為基站和無線基礎(chǔ)設(shè)施提供高能效、低功耗的多核處理器;提供可擴(kuò)展的性能，以滿足智能電話、平板電腦和云服務(wù)帶來的海量數(shù)據(jù)增長(zhǎng)需求;提供嵌入式智能，可用于判斷流量，識(shí)別應(yīng)用，并在恰當(dāng)?shù)臅r(shí)間提供恰當(dāng)?shù)牧髁?，以?shí)現(xiàn)諸如移動(dòng)視頻等實(shí)時(shí)服務(wù)。通過ARM社區(qū)和 LSI網(wǎng)絡(luò)生態(tài)系統(tǒng)，客戶還可獲得豐富的第三方工具和支持。

創(chuàng)新性Virtual Pipeline專利技術(shù)提供確定性能

張衛(wèi)最近在與媒體交流過程中特別強(qiáng)調(diào)：“與軟件相關(guān)的隱性成本已經(jīng)變得越來巨大，有通信設(shè)備制造商表示因軟件管理和平臺(tái)切換導(dǎo)致的成本甚至高達(dá)千人×年的量級(jí)!而Axxia 平臺(tái)的硬件加速引擎和硬件可編程的Virtual Pipeline快速通道可大幅降低軟件編程工作，并實(shí)現(xiàn)高度確定的性能，客戶對(duì)此表示很興奮!”

LSI的虛擬管線 (Virtual Pipeline)專利技術(shù)是根據(jù)對(duì)每個(gè)數(shù)據(jù)包制定的各種分類決策，每個(gè)數(shù)據(jù)包或通訊媒體流在離開 ACP 之前都可經(jīng)過引擎與 CPU 核心的任意路由組合。這種靈活性非常強(qiáng)大與便捷，有利于設(shè)計(jì)流經(jīng)器件的通訊流。

采用專利技術(shù)可將硬件調(diào)度功能與 any-to-any 數(shù)據(jù)包流傳輸相結(jié)合，從而能根據(jù)需要對(duì)片上流量進(jìn)行路由，能夠在加速引擎、多核聯(lián)合體以及SoC子系統(tǒng)組件之間實(shí)現(xiàn)通暢的片內(nèi)通信。流量可從輸入端口直接路由至硬件加速引擎，再路由到下一個(gè)加速引擎，傳輸路徑完全取決于特定流量的處理需求，與是否使用 CPU 核心無關(guān)。可實(shí)現(xiàn)高達(dá) 20Gbps以上的確定性數(shù)據(jù)吞吐量，而實(shí)現(xiàn)確定性的傳輸和L2性能在較長(zhǎng)的過渡期內(nèi)可以很好地適用于多協(xié)議處理應(yīng)用。

圖2.極富創(chuàng)新性的Virtual Pipeline消息傳輸專利技術(shù)。

舉例來說，通過Virtual Pipeline專利技術(shù)，可先將以太網(wǎng)接口接收到的流量發(fā)送至解密引擎以對(duì)加密的流量進(jìn)行解密，再直接路由至內(nèi)容檢查引擎對(duì)包含病毒/垃圾郵件或其他惡意內(nèi)容的流量進(jìn)行過濾。如果認(rèn)為流量是安全的，則可直接將其發(fā)送到背板端口，無需通過 CPU 核心。此外，我們也可根據(jù)需要將流量從輸入端口或加速引擎路由至 CPU 核心進(jìn)行進(jìn)一步處理。

無線生態(tài)系統(tǒng)平臺(tái)降低成本、加快上市

Gartner 研究總監(jiān) Mark Hung曾表示：“在控制成本的前提下構(gòu)建可以滿足日益增長(zhǎng)的移動(dòng)寬帶需求的網(wǎng)絡(luò)，這是個(gè)很大的挑戰(zhàn)。運(yùn)營(yíng)商將受益于集成度更高的移動(dòng)基礎(chǔ)設(shè)施系統(tǒng) IC 解決方案，因?yàn)樗麄兡軌蛟诠?jié)約成本的同時(shí)向4G網(wǎng)絡(luò)過渡。”

如前所述，Axxia平臺(tái)提供高度差異化的多核芯片和軟件架構(gòu)，可實(shí)現(xiàn)可擴(kuò)展性與確定性能，這給客戶帶來的好處包括：可使資本支出降低 50%;而功耗方面的改進(jìn)功耗降低使運(yùn)營(yíng)成本削減 50% ;簡(jiǎn)化的軟件架構(gòu)可可幫助客戶減輕軟件開發(fā)工作;活躍的產(chǎn)業(yè)環(huán)境可以增強(qiáng)調(diào)試功能，從而加速上市進(jìn)程;而系統(tǒng)高度集成可降低材料成本(例如存儲(chǔ)器和開關(guān));確定性平臺(tái)還可縮短延時(shí)、改善用戶體驗(yàn)，等等。

圖3： Axxia無線平臺(tái)生態(tài)系統(tǒng)包括IP內(nèi)核、OS和工具開發(fā)商、ISV、ODM、CM等各類合作伙伴，提供了強(qiáng)有力的產(chǎn)業(yè)環(huán)境支持。

隨著服務(wù)提供商競(jìng)相部署 4G 無線基礎(chǔ)設(shè)施，LSI預(yù)計(jì)客戶對(duì)穩(wěn)定可靠的一體化解決方案的需求必將增長(zhǎng)，因此在數(shù)年前便創(chuàng)立了 Axxia 無線生態(tài)系統(tǒng)，聯(lián)合IP內(nèi)核、操作系統(tǒng)和工具開發(fā)商、獨(dú)立軟件開發(fā)商(ISV)、ODM、CM等各類合作伙伴，使其產(chǎn)品兼具 Axxia 系列的價(jià)格、性能和靈活功率范圍等優(yōu)勢(shì)，幫助無線設(shè)備制造商加快產(chǎn)品上市進(jìn)程，降低軟件投資。

LSI及其生態(tài)系統(tǒng)合作伙伴最近又宣布推出無線平臺(tái)計(jì)劃，以提供具有最優(yōu)性能的預(yù)集成解決方案，為自己的 Axxia 無線平臺(tái)提供更強(qiáng)有力的產(chǎn)業(yè)環(huán)境支持。LSI鼓勵(lì)生態(tài)系統(tǒng)合作伙伴將精力集中于開發(fā)功能和性能的差異化帶來的利益，而不是采用專用接口。

這一無線生態(tài)系統(tǒng)平臺(tái)提供經(jīng)過驗(yàn)證的可擴(kuò)展、多功能軟件平臺(tái)，支持多代 Axxia產(chǎn)品系列;一致的軟件架構(gòu)可以簡(jiǎn)化客戶移植并使客戶能夠選擇最理想的 Axxia產(chǎn)品。LSI 架構(gòu)監(jiān)督功能允許框架API對(duì)不同生態(tài)系統(tǒng)合作伙伴進(jìn)行開放式訪問。生態(tài)系統(tǒng)合作伙伴致力于在 LSI 架構(gòu)上優(yōu)化性能，并支持無線平臺(tái)的戰(zhàn)略目標(biāo)。

例如，LSI 正在與 Axxia 無線產(chǎn)業(yè)環(huán)境中的主要合作伙伴 Radisys 合作，將其 Trillium 3G 和 LTE 無線協(xié)議軟件專門針對(duì) LSI 的 Axxia 平臺(tái)進(jìn)行集成和優(yōu)化。這樣就可以利用 Axxia 平臺(tái)獨(dú)特的可擴(kuò)展能力和性能，簡(jiǎn)單便捷地部署 Radisys 無線軟件。

這類無線生態(tài)系統(tǒng)平臺(tái)計(jì)劃可幫助無線網(wǎng)絡(luò)OEM廠商及其供應(yīng)商生態(tài)系統(tǒng)應(yīng)對(duì)盈利挑戰(zhàn)，加速產(chǎn)品上市進(jìn)程，降低總體擁有成本。降低軟件投資，實(shí)現(xiàn)更高的OTB性能。同時(shí)將非差異化產(chǎn)品成本降至最低。降低技術(shù)屏障，可選擇性價(jià)比更高、功耗更低的最優(yōu)產(chǎn)品。