[發明專利]一種應用于無線通信系統基帶信號處理的可配置處理器

無效

• 申請號: 200810033036.4
• 申請日: 2008-01-24
• 公開（公告）號: CN101257483A
• 公開（公告）日: 2008-09-03
• 發明（設計）人: 陸雯青;趙爽;陸超;周曉方
• 申請（專利權）人: 復旦大學
• 主分類號: H04L29/02
• 分類號: H04L29/02;H04L29/08;H04L25/02
• 代理公司: 上海正旦專利代理有限公司
• 代理人: 陸飛;盛志范

技術領域

本發明屬于集成電路設計技術領域，具體涉及一種應用于無線通信系統基帶信號處理的可配置處理器架構，尤其涉及四個異質可配置運算處理單元結構。

背景技術

目前，在無線通信領域，存在著多種協議，適用于不同的頻段、場合和功能，例如應用于無線局域網的802.11系列協議，蜂窩移動通信系統的GSM，CDMA協議等等。隨著人們對各種數據通信功能需求的增加，需要在同一個設備上實現多種協議，因此，能夠支持多協議的可配置基帶處理器成為了一種發展趨勢。基于不同協議的基帶處理的各個模塊在功能、參數和性能上都存在比較大的區別，因此基帶算法功能級的硬件復用已經不再適用。此外，目前多協議通常采用FPGA(現場可編程門陣列)或高性能的DSP加上加速硬件來實現，資源消耗較大。

發明內容

本發明的目的在于提供了一種應用于無線通信系統基帶信號處理的能夠支持多種協議的可配置處理器架構。

本發明提出的可配置處理器，包含四個異質可配置運算處理單元，由一個控制器所控制，這四個異質可配置運算處理單元分別針對無線通信系統基處理中的四種粗顆粒基本運算單元，適用于多種通信協議。其結構見圖1所示。控制器102與無線通信系統基帶信號可配置處理器中的四個異質可配置運算處理單元之有數據輸入通道107和數據輸出通道108，并具有配置信道通道109。

上述四個異質可配置運算單元分別針對無線通信基帶信號處理過程中的四個粗顆粒基本運算。由于各種不同協議的基帶運算均可以分解為上述基本運算，因此使用這種可配置處理器的架構，能夠靈活地完成各種基帶運算。這種方法高度復用硬件，非常靈活，并且具有有很強的數據處理能力。

上述四個異質可配置運算單元分別針對乘加運算、邏輯運算、加法密集型運算和串行比特運算，分別稱為可配置乘加算術運算單元(簡記為(RAU)103，可配置邏輯運算單元(簡記為(RLU)104，可配置串行比特操作運算單元(簡記為BSU)105和可配置加法密集運算單元(簡記為AAU)106。

可配置乘加算術運算單元(RAU)103針對無線通信基帶處理過程中的乘加運算，可以實現乘法、加/減法、乘加、累加等操作；RAU由多個相同的簇結構組成，每一個簇結構中包含一個16bit的booth編碼器201，一個12-2壓縮器202，一個4-2壓縮器203，一個32bit全加器204和一個桶形移位器205；Booth編碼器201用于實現16bit乘法操作的booth編碼；12-2壓縮器202和4-2壓縮器203分別完成12-2和4-2的信息壓縮；全加器204用于實現兩輸入的全加；桶狀移位器205可實現任意小于16比特寬度的右移，防止運算結果的溢出。RAU中所包含的各個簇結構以及每個簇中運算模塊內部的工作狀況，例如加減法的選擇、操作數的類型，處理的數據寬度等，都可以通過外部信號109進行配置。見圖2所示。

可配置邏輯運算單元(RLU)104用于實現無線通信系統中的邏輯與、或、非、異或等各種基本邏輯操作以及可以基于真值表實現的復雜邏輯操作。RLU是基于查找表(LUT)結構的，由多個相同的簇結構組成。每一個RLU簇結構中包含一個4行16列的4輸入LUT陣列301。每一列LUT共用一個可以配置的16bit的查找表內容302，用于實現與、或、非、異或等基本邏輯運算功能以及基于查找表結構的復雜邏輯運算，可以同時完成16個相同的4輸入邏輯運算操作。RLU中所包含的各個簇結構以及每個簇中運算模塊內部的工作狀況，例如查找表內容，輸入輸出數據的分割方式(如按行順序輸入303、按列垂直輸入304，按行順序輸出305，按列垂直輸出306)，都可以通過外部信號109進行配置。見圖3所示。