Freescale在無線網(wǎng)絡(luò)之中的解決方案

“2009LTE技術(shù)發(fā)展論壇”于2009年4月2日在北京舉行。本次主題為“演進(jìn) 融合 發(fā)展”，論壇就LET全球最新進(jìn)展，3G網(wǎng)絡(luò)部署對LTE的思考，F(xiàn)DD和TDD的融合，未來終端的發(fā)展方向，TD-LET的發(fā)展機(jī)遇和技術(shù)創(chuàng)新等方面邀請業(yè)內(nèi)專家進(jìn)行深入交流和溝通，探討未來移動通信的發(fā)展，對中國3G尤其是TD-SCDMA的產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供有價值的參考。

以下為飛思卡爾網(wǎng)絡(luò)部亞太區(qū)業(yè)務(wù)拓展總監(jiān)曲大健發(fā)言實(shí)錄：

曲大?。菏紫?，非常感謝有這個機(jī)會，來給大伙介紹一下我們飛思卡爾公司，以及我們在中國的TDD產(chǎn)業(yè)開發(fā)之中做的產(chǎn)品和技術(shù)的努力。

我今天演講的主要內(nèi)容，第一個是向大家分享一下在3G網(wǎng)絡(luò)的演進(jìn)之中，我們面臨著一些什么樣的挑戰(zhàn)，以及這個挑戰(zhàn)對于我們半導(dǎo)體制造商來講都意味著什么。第二部分我向大家介紹一下Freescale在無線的網(wǎng)絡(luò)之中我們的解決方案，最后有一個案例。

當(dāng)前的3G網(wǎng)絡(luò)，以及以后向LTE演進(jìn)的網(wǎng)絡(luò)框圖，這個框圖被很多人引用過，我不再說了。有一點(diǎn)大家可以看到，過去的網(wǎng)絡(luò)是三層的，中間有一個RNC，以后的網(wǎng)絡(luò)會演化成扁平的，把RNC已經(jīng)去掉了。從3G的網(wǎng)絡(luò)向以后的LTE網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)的時候，會發(fā)生一些什么呢？

首先，它的速率會有很大的提高，現(xiàn)在我們只能達(dá)到十幾兆，以后我們可能要達(dá)到幾百兆。這樣的話，是現(xiàn)在的3G網(wǎng)絡(luò)沒有辦法支撐的，也是以后大家為設(shè)計LTE網(wǎng)絡(luò)的出發(fā)點(diǎn)。

第二部分，在里面我們會用到非常新的技術(shù)，以便達(dá)到這么高的數(shù)據(jù)吞吐率，比如少M(fèi)IMO等等新技術(shù)。那么這個數(shù)據(jù)的吞吐率的增加和MIMO技術(shù)的采用，還要求網(wǎng)絡(luò)單元之間的延遲要比以前更小，過去可能是10毫秒左右，現(xiàn)在只需要過去的一半，否則的話沒有辦法支持這么大的數(shù)據(jù)吞吐量，以及這么高的速率。

另外，它是一個全I(xiàn)P的網(wǎng)絡(luò)，里面牽扯到一些加密的問題，這也會對于各個網(wǎng)絡(luò)之間的單元接口和處理芯片提出很高的要求。

還有它對于物理層DSP的芯片，也提出了非常非常大的挑戰(zhàn)。比如說過去我們在TD-SCDMA我們幾十兆就夠了，但是以后的LTE里面，我們可能要用到的吞吐率是以前的10倍以上。這一點(diǎn)對于芯片的制造商，也是非常非常大的挑戰(zhàn)。

在網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)LTE中間，會把網(wǎng)絡(luò)的帶寬直接擴(kuò)展到10兆，甚至是20兆。在這么大的帶寬之下，對于我們功放的效率、功放的價錢等等也是非常大的難題。另外，在網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)之中，怎么樣保護(hù)運(yùn)營商以及用戶的投資，怎么樣能夠達(dá)到所謂綠色的無線網(wǎng)絡(luò)，降低網(wǎng)絡(luò)單元的功耗，也是需要考慮的一些問題。

綜合所有的挑戰(zhàn)，大伙可以看出來，這幾乎是在向網(wǎng)絡(luò)制造商和芯片制造商要求一個完美的東西。速率更高、價錢更便宜、功耗更小，這一點(diǎn)是網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)的一個動力，也是所有人在面對的一個挑戰(zhàn)。

針對這個挑戰(zhàn)，我們Freescale有這樣的一些產(chǎn)品，對于物理層的信號處理，我們有多核的DSP，Freescale是在業(yè)界第一個推出多核的商用DSP的公司。從推出以后，我們已經(jīng)發(fā)展了三代?，F(xiàn)在我們在今年的年初剛剛推出了我們最新的6核的DSP的產(chǎn)品。這個產(chǎn)品是我們針對于LTE的網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)來設(shè)計的，它會提供一個解決LTE物理層的純DSP的方案，不需要其他的硬件的東西。對于MAC層的處理，你的物理層用得好不好，跟你MAC的調(diào)度非常非常有關(guān)系。它的調(diào)度比以前更復(fù)雜、要求的速度更快、比以前的效率更高。這需要有強(qiáng)大的CPU來支撐你整個的調(diào)度的算法，在這個里面Freescale也有非常非常強(qiáng)大的多核的CPU產(chǎn)品來解決這個東西。在不同的網(wǎng)絡(luò)接口之間，因為你數(shù)據(jù)的吞吐速率非常非常高，所以在不同的網(wǎng)絡(luò)之間的傳輸也非常非常頻繁，要求的帶寬也非常非常大。然后，在我們各個設(shè)計處理芯片之間，我們都提供高速的接口。比如說PCIE。另外是我們Freescale非常驕傲的產(chǎn)品，就是我們高效率的功放。這個東西在中國的TD-SCDMA的網(wǎng)絡(luò)里面得到了非常非常廣泛的應(yīng)用，下面我會有詳細(xì)一點(diǎn)的介紹。

這是LTE簡單的處理框圖，這是RF和下面的東西，這部分是由DSP來承擔(dān)，最后是網(wǎng)絡(luò)接口，是由Power Amplifier來承擔(dān)。網(wǎng)絡(luò)芯片用在LTE處理的哪一個階段可以很清楚地看到。

我從前往來后一個一個介紹，第一個是功放產(chǎn)品。LTE對于RF的功放意味著什么？需要功放支持大帶寬，還有我們的調(diào)制方式的介入，需要功放有更好的現(xiàn)行度，以及更完善的DPD的預(yù)失真的技術(shù)。第三個是從以前的單天線變成了多天線，這對于我們的PA也提出了更高的要求，比如說PA的結(jié)構(gòu)、功率等級過高等等等等。第四個是說在LTE里面，P.A.R的峰均比也比以前的HSDPA有很大的提高。然后是各種不同的帶寬，你的的Power Amplifier可能要支持各種不同的帶寬，不然你要今天裝上去，明天拿下來調(diào)。

針對這些挑戰(zhàn)，我們Freescale現(xiàn)在做出了什么樣的動作？不知道大家是不是知道，我們現(xiàn)在是中國市場上No.1的提供商，我們在占有非常非常大的份額。我們的產(chǎn)品線非常非常寬，從GPA一直到推動級、輸出級的串聯(lián)都有，功放的效率也非常高。下一步我們會開發(fā)出新一代的功放，適用于更高峰比的應(yīng)用場合。

當(dāng)前這一代我們提供的功放，它對高效率的峰均比有很好的優(yōu)化，我們在單級可以達(dá)到40%的效率，增益可以達(dá)到17個db。在兩級集成在一起的IC上，我們效率可以達(dá)到大于35%，增益客觀大于29個db。這一點(diǎn)得到了我們在實(shí)際應(yīng)用中，以及客戶廣泛的認(rèn)可，這就是我們占有這么大的市場份額的一個認(rèn)可。

在下一代，我們會進(jìn)一步提高我們的效率，會提高3%到4%。我們會支撐不同的TD-SCDMA的波段，包括了A波段和B波段，我們分類的會支持TDD-LTE的波段，我們還分不同的封裝，給大伙提供不同價位的功放產(chǎn)品。

我講的第一步是我們射頻方面產(chǎn)品的情形，我講一下第二步。從射頻過來揮金如基帶的層級的處理，這個方面我們最著名的產(chǎn)品是8156，是非常卓越的多核的DSP產(chǎn)品，它所有的設(shè)計指標(biāo)都可以達(dá)到LTE的指標(biāo)。

這是Freescale多核的DSP的Roadmap。Freescale是業(yè)界第一個提供商用的DSP的廠家，從2004年以前我們的第一代，8101和8102開始，我們已經(jīng)經(jīng)歷了8122、8144、MSBA8100，以及現(xiàn)在達(dá)到了MAC8156，尤其是現(xiàn)在有很多的廠商在基于我們的產(chǎn)品進(jìn)行開發(fā)。

8156有什么特點(diǎn)呢？它有非常高的性能指標(biāo)，它可以支持多種多樣的標(biāo)準(zhǔn)，不光是窄帶的HSPA，包括了WiMAX，還可以支持我們以后演進(jìn)的LTE。在這里面我們安裝了非常非常強(qiáng)大的硬件的加速器，我們做的硬件的吞吐率，是現(xiàn)在市場上存有的DSP產(chǎn)品加速器吞吐率的10倍以上，用戶可以不需要其他的加速器，用我們的加速器就可以完成基帶的管理。用我們DSP運(yùn)行的硬件，可以不需要加減其他硬件。[!--empirenews.page--]

這就是我們6核的DSP8156的簡單的框圖。在這里面我們有6個DSP處理的核，每個核有自己獨(dú)享的Cash，6個核還有一個共享的Memery。同時為了支持網(wǎng)源的高速的連接，我們在上面提供2到4×的接口，它可以支撐4到5個接口，這一點(diǎn)是滿足了LTE要求的。

同時，處理天線數(shù)據(jù)，大家知道做2×4的MIMO或者是4×4的MIMO，以后做4×8的MIMO，過來的天線量非常大。大家知道不僅要有一個天線的接口，而且要存儲。為了讓用戶有大量的存儲的接口，我們提供2個接口，每個接口可以存儲800兆，線寬是64個比特，大家可以想象這個帶寬的接口有多大。那么，在用戶處理的時候可以做一個切換，往一個Memery寫數(shù)據(jù)的時候，可以從另一個處理，這樣可以達(dá)到更高的速率要求。

還有一個硬件加速器，在這里我們提供硬件的加速，然后提供FMT和FT的硬件加速，在我們設(shè)計的時候仔細(xì)的測算，都可以達(dá)到LTE的要求。我們的芯片是45納米，我們推出的時候是業(yè)界第一款用45納米的DSP，也是非常非常先進(jìn)的。45納米不僅給我們提供了所謂價錢上的優(yōu)勢，同時給我們提供了功耗上的優(yōu)勢。

在推出這款DSP的同時，我們給客戶提供了一個非常強(qiáng)大的開發(fā)系統(tǒng)。這個強(qiáng)大的開發(fā)系統(tǒng)，就是傳統(tǒng)的Freescale的支撐開發(fā)環(huán)境。在這個開發(fā)環(huán)境里面，我們不僅向用戶提供CodeWarrior，以及提供在我們DSP上面使用的Smart OS，這用非常小的空間就可以把我們的DSP驅(qū)動起來，這對于用戶使用我們的DSP系統(tǒng)是非常重要的。如果用戶自己不開開發(fā)的話，我們就可以提供，我們同時向用戶提供源代碼。所以，很多的用戶可以基于我們的OS，做進(jìn)一步的優(yōu)化，剪切出來一個自己的系統(tǒng)。我們非常重要的是給大伙提供一個工具，然后讓大伙看到在多核的并行的效率怎么樣，是不是把所有的多核的資源都用起來了。我們整個的開發(fā)環(huán)境綜合起來，可以讓用戶的調(diào)試非常視覺化，也非常簡單，也非常容易。

這是一個非常簡單的示意框圖，我們天線過來的數(shù)據(jù)，通過三個8156連在一起，然后按照我們的測算可以支持20兆的帶寬、440兆的下行速率和420兆的上行速率。所以，可以支持4×4的MIMO。從這個示意圖上，可以看到我們的8156的處理能力還是非常非常強(qiáng)的。

下面，我們講完了RF部分、功放部分，講完了層一的基帶信號處理，下面講一下層二的基帶信號處理和CPU的處理。

Freescale的CPU過去也非常非常有名，在所有做通信產(chǎn)品的人里面，都對Freescale的CPU產(chǎn)品非常非常地熟悉。也可能我們過去叫摩托羅拉，分出來叫做Freescale，大家覺得名字變了，但是一提到產(chǎn)品大伙會感到非常熟悉。我們提供的CPU的產(chǎn)品，可以承擔(dān)層二的調(diào)度，以及我們上面有非常小的卡，可以處理每一個CPU的處理。我們插在機(jī)箱里面，我們可以對于LTE的層二和網(wǎng)絡(luò)接口提供非常好的處理。在網(wǎng)絡(luò)處理上，在層二的MAC上，在層一的PHY處理上，都可以提供非常強(qiáng)大的處理能力。

這個是我們雙核的CPU產(chǎn)品，它像我們的8156一樣，是一個45納米的產(chǎn)品。里面集合了非常強(qiáng)大的銥鎢板的接口。這些都在我們的LTE的開發(fā)商得到了廣泛的應(yīng)用，大伙會很快見到基于我們的CPU和DSP網(wǎng)絡(luò)單元的產(chǎn)品。

這是針對我們的P2020的框圖，通過一個網(wǎng)絡(luò)單元的接口，把CPU與DSP連接在一起，通過CPU，DSP可以把承擔(dān)基帶任務(wù)的DSP控制起來，以及調(diào)度上面的數(shù)據(jù)。

剛才我簡單地向大伙介紹了一下Freescale整個產(chǎn)品的東西，從承擔(dān)射頻處理的功放到承擔(dān)一層的基帶信號處理的DSP，以及處理二層調(diào)度、協(xié)議處理、網(wǎng)絡(luò)接口處理的CPU產(chǎn)品。下面，我做一個簡單的總結(jié)。

第一，F(xiàn)reescale可能是一個業(yè)界唯一一個提供完整的無線處理產(chǎn)品的孔思。我們從層一的處理到層二的處理，包括所有了網(wǎng)絡(luò)接口的產(chǎn)品我們都有，這個可能是難能可貴的。

第二，F(xiàn)reescale向中國的TD-SCDMA到TDD-LTE產(chǎn)品的提供，大家可以看到基于我們芯片的產(chǎn)品將出現(xiàn)在市場上。

第三，為了更好地、更緊密地和中國的客戶在TDD-LTE開發(fā)上合作，我們在中國的成都建立了研發(fā)中心。研發(fā)中心承擔(dān)的任務(wù)，也是我們系統(tǒng)產(chǎn)品所有的任務(wù)。包括射頻的產(chǎn)品的開發(fā)，以及DSP的應(yīng)用產(chǎn)品的開發(fā)，和CPU應(yīng)用產(chǎn)品的開發(fā)。我們成都設(shè)計中心，開發(fā)了我們的用于TD-SCDMA的RF功放，已經(jīng)在中國得到了非常廣泛的應(yīng)用，得到的用戶的稱贊。

最后，F(xiàn)reescale是全力承諾幫助中國用戶，以及中國TD-SCDMA市場的發(fā)展，以及未來的演進(jìn)。謝謝！