将MicroTCA导入无线基带设计

MicroTCA正在成为嵌入信号处理应用，尤其是高性能的多处理器系统中日益普及的标准。这些标准采用了可满足“运营商级”电信设备需求的先进中间卡（AdvancedMC），从而找到了进入电信应用的途径，如无线基带处理。

无线基带处理是一种高需求的应用，它需要高能效的解决方案。任何系统还必须柔性地适应多种标准的要求，并适应快速发展的各个电信标准。本文讨论了设计过程中的各种因素，包括处理器、互连和软件平台的选择。

对于这种灵活、高性能的应用，处理器的主要选择是DSP和FPGA。过去，DSP 是标准的解决方案，但FPGA供应商已经提高了自己的信号处理能力：今天的很多应用得益于一种结合DSP和FPGA的混合式多处理器系统。一个高速互连能够使一个子系统包含多个DSP（如3或4个）和一个FPGA，使设计者提供正确的性能组合，去满足自己的系统要求。

当硅片供应商继续增加自己的DSP和FPGA性能，并增加多个核心来提升马力时，嵌入系统设计者必须确保自己的数据交换架构能跟上这个步伐。分布式应用需要多种层次上的互连：一块电路板上的芯片之间、一个背板上的电路板之间以及多个机架之间的互连。

一个具有2x2多输入多输出（MIMO）的20MHz WiMAX基带系统要求大约1.5Gbps的天线数据速率。支持三扇区的典型基站要求超过4.5Gbps的联合接口速率，它可以通过三个独立的射频头连接或一个链式单连接而得到支持。基于开放标准的接口（如CPRI或OBSAI）可以用于数据的成帧。当支持信道采用扩频技术编码（如CDMA）的MIMO系统时，所有基带处理块都有来自所有天线的数据。

除了原始性能以外，设计者还必须考虑自己所选结构的成本，包括初始投资费用和运营成本。他们还应寻求标准接口，使自己的设计能够实现跨不同平台的重用，包括现在与未来，并且能够从支持标准的一系列供应商中作出选择。

无线基带信号处理的互连

对于高性能信号处理应用，现在一般考虑四种结构：InfiniBand、PCI Express(PCIe)、以太网和Serial RapidIO(SRIO)。

InfiniBand开始有英特尔公司的强大支持，但该公司后来停止了自己的开发支持，转向支持PCI Express。InfiniBand设计为一种交换式结构互连，可以用于局域网和企业网，但近来更多地定位在存储应用。虽然从技术方面它提供很好的特性，尤其是在管理方面，但它并未设法在嵌入应用中立足，而且没有供它使用的AdvancedMC规范。

PCIe是PCI的串行版，提供每通路(lane)最大2.5Gbps的数据速率，一般MicroTCA中每个AdvancedMC限制为四通路。PCIe特别适合作为一种快速低成本的外设、I/O与主处理器的连接方式。它还有良好的支持和不错的采用数量，有些DSP和FPGA供应商把它作为一种原生接口。不过，在超过一定数量设备情况下，PCIe并不具有良好的缩放性，并且不适合多主处理器环境，如机架互连。

因此，PCIe一般用于与一个独立数据结构相关的点对点连接，反映在最近公布的SCOPE Alliance AdvancedMC Hardware Profile上。很多情况下，实际上是在以太网（千兆和10GigE）与SRIO之间作数据结构的选择。

在很多应用类型中，以太网都是一种常见的选择。WiMax和LTE是以太网上的 IP技术。以太网用于基站回程网的传输正在引起注意。千兆以太网今天已发展出不同版本，得到广泛使用，10GigE通过XAUI标准在 AdvancedMC中得到支持。自从以太网在广域网中的早期应用以来，它已变得无处不在。

千兆以太网提供点对点的分组架构，数据包大小可变。MicroTCA用其作为基本结构，几乎确保能得到控制平面上机架内所有AdvancedMC的支持。现在没有针对千兆以太网的通用服务质量（QoS）标准，越来越多的路由器与交换机提供一些QoS特性，使基本结构也能用于低带宽的数据平面传输。