與2G和3G應(yīng)用不同，4G通信時代將主要以數(shù)據(jù)通信和存儲主導(dǎo)，同時需要嵌入智能因素，在合適的時間提供合適的流量，另外，在節(jié)能環(huán)保的大趨勢下，運營商也非常看重低功耗低成本特性，這給通信設(shè)備制造商提出了嚴(yán)苛的要求，不過，技術(shù)問題從來不是問題，IC供應(yīng)商總是有辦法解決滿足這些需求，LSI亞太區(qū)總經(jīng)理張衛(wèi)近日分享了4G通信處理器的三個發(fā)展趨勢并以及LSI的做法。

　　趨勢一、ARM架構(gòu)進(jìn)入通信系統(tǒng)架構(gòu)

　　一直以來，PowerPC和MIPS處理器是通信基礎(chǔ)架構(gòu)設(shè)備的主流，不過這種狀況正在發(fā)生改變，關(guān)鍵推動因素就是生態(tài)系統(tǒng)，“平均下來，目前維護(hù)一個平臺需要500個工程師年的成本，如果按每人年薪10萬計算，就是5000萬了?！睆埿l(wèi)表示，“所以選擇一個流行的架構(gòu)，可以節(jié)省下來不少培訓(xùn)開發(fā)成本?！?/p>

　　LSI在年初的巴塞羅那世界移動通信大會上推出了下一代的Axxia處理器平臺AXM2500，它采用的是powerPC處理器，但是，張衛(wèi)表示，后續(xù)的產(chǎn)品將放棄powerPC處理器架構(gòu)，改用ARM處理器架構(gòu)，“新的無線Axxia處理器平臺將基于ARM最新Cortex-A15處理器內(nèi)核，將提供多至32個內(nèi)核甚至更多核來提升性能?！彼嘎叮癓SI Axxia 通信處理器就是要將LSI 原有的快速通道處理器與最先進(jìn)的多核CPU 技術(shù)實現(xiàn)完美結(jié)合，這樣的優(yōu)勢是可實現(xiàn)控制層和數(shù)據(jù)層性能的獨特平衡，理想適用于大量傳輸、安全和移動接入應(yīng)用。”

　　關(guān)于LSI選擇ARM處理器，張衛(wèi)表示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 通信平臺是一種自然的選擇。

　　圖1 AXM2500系統(tǒng)框圖

　　圖2 LSI Axxia 通信處理器應(yīng)用場景

　　從手機(jī)便攜設(shè)備進(jìn)入通信基礎(chǔ)架構(gòu)，ARM處理器架構(gòu)也實現(xiàn)了一次飛躍，擺脫了過去低端處理器的形象，不過，Cortex-A15處理器的功耗問題需要高級工藝來彌補，對此，張衛(wèi)透露LSI已經(jīng)在開發(fā)更高級工藝。

　　趨勢二、異構(gòu)多核（AMP）取代同構(gòu)多核（SMP）

　　以前的通信處理器多采用同構(gòu)多核技術(shù)，例如，Cavium Networks公司OCTEON III CN7XXX 多核處理器采用 MIPS64內(nèi)核，內(nèi)核數(shù)量多至48個，可以擁有每秒執(zhí)行2400億條指令的能力。

　　圖3 OCTEON III CN7XXX 多核處理器系統(tǒng)架構(gòu)

　　張衛(wèi)表示在通信處理器的架構(gòu)上，LSI傾向于采用異構(gòu)多核技術(shù)，這樣的好處是可以發(fā)揮各個處理器的優(yōu)勢，而且頻率不用跑的很高，對低功耗有優(yōu)勢。這是LSI的AXM2502的框圖

　　圖4 AXM2502框圖

　　在具體實現(xiàn)上，Axxia處理器平臺出了有powerPC內(nèi)核，還提供自己的DSP內(nèi)核和各種硬加速引擎，LSI采用了一種稱為虛擬管道（LSI Virtual Pipeline）的專利技術(shù)把這些處理單元連接起來，張衛(wèi)表示虛擬管道是LSI多年研發(fā)的成果，它可以大幅減少應(yīng)用軟件開發(fā)工作量，大幅減低數(shù)據(jù)在用戶層和數(shù)據(jù)層的交換需求，因為它的大部分計算性能主要靠掛在虛擬管道上的硬件加速引擎完成，而且每個加速引擎可相互通信和數(shù)據(jù)交換，不像其他供應(yīng)商的產(chǎn)品需要用戶層處理器的介入。

　　張衛(wèi)表示：“一般的多核通信處理器主要靠提高工作頻率來加大計算性能，如現(xiàn)在很多通信處理器內(nèi)核的工作頻率已向1GHz和2GHz方向演進(jìn)，但采用異構(gòu)多核的Axxia處理器里面的硬件加速引擎只需要跑200-400Mhz就行了，這樣做的好處是功耗大幅降低，對比下來可以降低50%。相應(yīng)地，運營成本也可以降低50%?！?br />

　　趨勢三、回歸根本---用硬件解決差異化

　　中國有語成語叫“矯枉過正”，用它形容目前電子業(yè)界對軟件差異化價值的追捧最為恰當(dāng)---從最早注重硬件設(shè)計到現(xiàn)在大幅地向軟件傾斜每個公司都大談自己的軟件工程師的比例來看，對軟件的差異化有點傾斜過度了，這又造成了“軟件差異化”的同質(zhì)化---很多公司對軟件差異化的理解僅限于UI的重新設(shè)計、通過軟件去實現(xiàn)大量功能等，這一方面增大了軟件工程師的工作量，另一方面也給主控處理器造成負(fù)擔(dān)，反而影響了某些用戶體驗。

　　“軟件差異化并非將所有的差異化都要通過軟件去實現(xiàn)。實際上，現(xiàn)在很多系統(tǒng)廠商都提出了用硬件去實現(xiàn)軟件的需求，就是用定制芯片把系統(tǒng)廠商的一些關(guān)鍵IP放入到單芯片中，這樣，既幫助系統(tǒng)廠商解決了軟件工作量也形成了差異化”張衛(wèi)指出。

　　例如LSI的Axxia通信處理器，系統(tǒng)廠商就可以實現(xiàn)非常自由的定制。在上面的AXM2502處理器中，LSI利用虛擬管道技術(shù)，可以在芯片中任意增加系統(tǒng)廠商需要的功能以及接口，實現(xiàn)了極大的靈活性和差異化。

　　這種做法的本質(zhì)是把處理器變成了一個半成品的開放平臺，讓用戶把自己的IP添加進(jìn)去，同時 ，廠商也可以根據(jù)需要把重要的IP加入，如安全功能、新的算法等等，這種平臺化的思路值得借鑒。