28nm、32個核、ARM Cortex-A15、C66x DSP，它們個個都是能吸引工程師的技術和產品，如果把它們都集成在一個芯片里會產生什么效果呢？德州儀器(TI)在2012年的移動世界通信大會上給出了答案——TC16612/4/6 SoC。
TC16612/4/6 SoC的產生有其必然性，因為移動通信正迎來新的轉折點：首先，移動通信從GSM到3G再到4G，在數(shù)據(jù)大爆炸的今天，各個環(huán)節(jié)都急需擴大容量；其次，移動通信的多重標準問題需要主處理平臺有多模式運行能力；而且網絡拓撲結構不斷發(fā)展，例如，從小型蜂窩基站向宏基站擴展以及采用C-RAN；此外，對成本和節(jié)能環(huán)保的要求也越來越高。
近日，TI DSP業(yè)務發(fā)展經理鄭小龍先生帶著十分喜悅的心情講述TC16612/4/6 SoC的故事：“大家一直在問我們兩個問題，針對通信應用TI有什么手段能把主控制器加在DSP上以及TI CPU到底能達到什么樣的性能。今天我很高興地宣布，TI終于把我們強大的DSP和同樣強大的ARM Cortex-A15有機地結合在一起，這也是大勢所趨。”
Keystone 強勁升級——Keystone II
當很多工程師才剛開始使用KeyStone、競爭者還在探秘KeyStone的時候， 不到2年的時間，TI又推出了Keystone II。TI把28 nm注入到了Keystone II多內核架構中，可以讓Keystone II能集成更多的功能模塊。TI還率先在電信基礎設施中采用ARM Cortex-A15 RISC 內核，能支持混合使用多達32 個內核，增強了以太網交換和數(shù)據(jù)包處理功能，可向上擴展Radio AccelerationPacs。Keystone II內部框圖如圖1所示。
圖1 Keystone II內部框圖
小龍表示：“TI把Keystone II中的ARM核直接從A8過渡到A15，滿足了網絡運營商和OEM 廠商對更節(jié)能和更緊湊的平臺提供具有更高帶寬的網絡基礎設施的需求。Keystone II內部有多個C66x和Cortex-A15集成陣列，使用了72 bit DDR3、帶寬從1Gb/s~10Gb/s的安全協(xié)處理器、網絡協(xié)處理器、比特率協(xié)處理器，還具有WCDMA接收和發(fā)送模塊、快速傅里葉轉換（FFTC）模塊、器件安全包、數(shù)字射頻前端以及豐富的接口。”
此外，Keystone II 的多內核導航器也得到了增強，可提供16 KB 硬件隊列、100 萬個描述符和內置硬件智能，用以實現(xiàn)調度及負載平衡。該架構包含具有2.8 Tb/s 交換容量的增強型共享存儲器控制器，可實現(xiàn)對共享內、外部存儲器的低時延存取，另外其還采用2.2 Tb/s TeraNet 交換結構，能在所有片上處理元件和資源之間實現(xiàn)業(yè)界領先的無阻塞數(shù)據(jù)移動。
先主攻小型蜂窩基站和環(huán)保節(jié)能型宏基站
首批基于Keystone II的TC16612/4/6 SoC主要用于超高容量的小型蜂窩基站和環(huán)保節(jié)能型宏基站。小龍說到：“TCI6636具有4個Cortex-A15和8個定點及浮點C66x DSP，有高達18 MB的片上存儲器，集成層一、層二、層三，傳輸處理以及運維與控制處理。TCI6636 是業(yè)界首款采用LTE Advanced (LTE-A) 技術的SoC，支持語音數(shù)據(jù)同步、40 MHz 的LTE 信號帶寬、300 Mb/s的下行鏈路以及150 Mb/s的上行鏈路，并支持多達256個用戶。TCI6636具有夜間模式、動態(tài)關機和快速重啟的功能。TCI6636不但能為開發(fā)人員帶來超過兩倍的容量及超高性能，還能顯著降低系統(tǒng)成本與功耗，從而開發(fā)出經濟高效的綠色環(huán)保型基站。”
來看看TCI6636是如何降低成本和功耗的。常規(guī)宏基站設計如圖2所示。如果使用TCI6636來設計宏基站，由于其集成ARM Cortex-A15內核，并提供功能齊全的數(shù)據(jù)包與安全處理技術，相當于一個宏基站控制器，不僅能夠支持多領域宏基站，而且還可取代昂貴而耗電的網絡處理器。TCI6636 內置以太網、SRIO 和天線交換功能，所以可以省去天線FPGA、以太網交換機和SRIO交換機，這樣總共能使系統(tǒng)級功耗降低約75 W，并節(jié)省625美元的材料清單成本。此外，對目前使用TI TMS320TCI6618 SoC 等基帶處理器的網絡運營而言，TCI6636 可作為配合協(xié)處理器的控制器。
圖2 常規(guī)宏基站設計
小龍補充到：“TCI6636 與TI 整個KeyStone 多內核產品系列以及TMS320C64x DSP 系列代碼兼容，可確保TI 客戶此前所做的所有軟件投資都能重復利用。TI正在和Aricent協(xié)作開發(fā)一種專為TI KeyStone 多內核SoC優(yōu)化的量產質量級、市場就緒型小型蜂窩基站協(xié)議棧。TI今后還會針對更廣泛的領域推出相應的產品，如工業(yè)控制、醫(yī)療設備、高清視頻處理等。”
基于Keystone II的TC16612/4/6 SoC在為用戶帶來高性能的同時也為運營商降低了資本支出和運營成本，達到了通信SoC新的高峰，相信會是OEM 廠商新一代節(jié)能網絡基礎設施解決方案的不二之選。