SCA作為一種先進(jìn)的通用通信平臺(tái)體系架構(gòu),已成為業(yè)界實(shí)現(xiàn)軟件無(wú)線電平臺(tái)可重構(gòu)、可移植的重要突破點(diǎn)。本文主要研究無(wú)線通信波形的軟件設(shè)計(jì)方法。

　　《中國(guó)通信》創(chuàng)刊于2004年，期刊總編輯為兩院院士、北京郵電大學(xué)教授陳俊亮。2008年起，應(yīng)廣大讀者需求期刊由純英文版變更為中英文雙語(yǔ)版。中英文刊的出版目標(biāo)是成為我國(guó)通信行業(yè)最具影響力的，有學(xué)術(shù)特色的綜合性期刊。中英文刊立足于我國(guó)信息通信業(yè)發(fā)展大局，積極開(kāi)展海內(nèi)外學(xué)術(shù)交流，及時(shí)反映海內(nèi)外最新研究成果。

　　1DSP硬件抽象層的設(shè)計(jì)方法

　　硬件抽象層采用分層架構(gòu)模式,共分為接口交互層、邏輯層和驅(qū)動(dòng)層。其中接口交互層提供了與上層組件(如波形組件,波形管理組件等)進(jìn)行數(shù)據(jù)交互的接口和協(xié)議,如MOCB接口等[9]。邏輯層負(fù)責(zé)使用驅(qū)動(dòng)層提供的操作,從而實(shí)現(xiàn)硬件抽象層對(duì)上層組件提供的服務(wù)。

　　驅(qū)動(dòng)層負(fù)責(zé)提供對(duì)實(shí)體(共享內(nèi)存等)的獨(dú)立的單一功能的操作。根據(jù)功能將DSP的硬件抽象層劃分為若干模塊,其中外部接口模塊統(tǒng)一提供對(duì)上層的服務(wù)接口,如讀數(shù)據(jù)接口、寫(xiě)數(shù)據(jù)接口。控制管理模塊提供對(duì)硬件抽象層的相關(guān)控制服務(wù)。

　　路由表維護(hù)模塊提供了表輸入和表查詢等對(duì)注冊(cè)有系統(tǒng)和波形相關(guān)參數(shù)的表的操作接口。數(shù)據(jù)傳輸管理模塊提供了數(shù)據(jù)接收和數(shù)據(jù)發(fā)送的接口,該模塊是實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)的關(guān)鍵模塊。事件模塊提供了一個(gè)中斷設(shè)置的內(nèi)部接口和一個(gè)中斷響應(yīng)函數(shù)的外部接口。通過(guò)事件驅(qū)動(dòng)可以輔助完成數(shù)據(jù)的傳輸,通過(guò)設(shè)置不同的事件可以實(shí)現(xiàn)多種類型的數(shù)據(jù)傳輸。存儲(chǔ)區(qū)管理模塊提供了寫(xiě)數(shù)據(jù)和讀數(shù)據(jù)接口,主要功能在于調(diào)用底層的驅(qū)動(dòng)進(jìn)行數(shù)據(jù)交互操作。各個(gè)模塊之間的功能以及調(diào)用關(guān)系如圖3所示。

　　通常硬件抽象層會(huì)要求波形組件將LD號(hào)與某個(gè)信號(hào)量綁定,運(yùn)行過(guò)程中硬件抽象層通過(guò)該信號(hào)量來(lái)通知波形組件一個(gè)讀或者寫(xiě)操作的完成。對(duì)于波形組件來(lái)說(shuō),則需要使用操作系統(tǒng)API建立一個(gè)進(jìn)程來(lái)等待讀或者寫(xiě)操作的通知。在某些特殊條件下,為了提高波形組件的反應(yīng)速度,則需要硬件抽象層通過(guò)硬中斷或軟中斷來(lái)通知波形組件。

　　在另一種極端情況下,波形組件則可以在后臺(tái)線程中去輪詢來(lái)自于硬件抽象層的通知。硬件抽象層最重要的就是實(shí)現(xiàn)DSP內(nèi)部的組件對(duì)其它芯片上的組件的讀寫(xiě)操作,為了對(duì)組件屏蔽硬件信息,硬件抽象層以LD號(hào)來(lái)映射實(shí)際物理地址并提供給波形使用。根據(jù)組件能夠感知的性能將讀寫(xiě)分別劃分為阻塞式和非阻塞式兩種類型,以讀操作為例,可分為ReadWait和ReadNoWait兩個(gè)函數(shù),這兩種操作流程如圖4所示。

　　可以看出,非阻塞式的操作可以實(shí)現(xiàn)DMA和CPU的并行工作,能夠提高軟件的運(yùn)行效率,這在嵌入式實(shí)時(shí)處理軟件中是非常有意義的。但是非阻塞的操作要求操作系統(tǒng)提供信號(hào)量或中斷等異步機(jī)制,會(huì)增加系統(tǒng)設(shè)計(jì)的復(fù)雜度,實(shí)際設(shè)計(jì)的時(shí)候需要綜合考慮。

　　2DSP波形組件的實(shí)現(xiàn)方法

　　實(shí)現(xiàn)波形的組件化的首要工作是對(duì)波形進(jìn)行組件劃分,一般來(lái)說(shuō)按照分層結(jié)構(gòu)可以將組件劃分為基帶協(xié)處理組件、基帶處理組件、媒體接入組件、邏輯鏈路組件以及無(wú)線網(wǎng)絡(luò)組件,如圖5所示,其中射頻中頻設(shè)備和安全密碼設(shè)備一般作為硬件平臺(tái)的一部分,不屬于波形的范疇。

　　假設(shè)某無(wú)線通信系統(tǒng)中,基帶處理組件實(shí)現(xiàn)的功能包括信道編碼、調(diào)制解調(diào)、信道交織和解交織、信號(hào)同步、信道估計(jì)、均衡等,則基帶處理組件的端口示意如圖6所示,這里的User一般為相鄰的媒體接入組件和基帶協(xié)處理組件。

　　其中,BBProcDataConsumer接口繼承自Packet:PayloadStatus接口,同時(shí)自定義了一個(gè)pushPacket函數(shù),該接口被鏈路控制組件調(diào)用,使基帶處理組件獲得下行數(shù)據(jù)。同時(shí),在媒體接入組件上也應(yīng)實(shí)現(xiàn)一個(gè)BBProcDataConsumer接口,用于接收基帶處理組件發(fā)送過(guò)來(lái)的上行數(shù)據(jù)。

　　pushPacket函數(shù)的原型為pushPacket(inCF::OctetSequencepayload)。BBProcDataProducer接口繼承自Packet::PayloadControl接口,與BBProcDataConsumer接口配合使用,為用戶提供設(shè)置傳輸分組長(zhǎng)度的功能。圖7列出了基帶處理組件實(shí)現(xiàn)的主要API。

　　3結(jié)語(yǔ)

　　SCA作為一種先進(jìn)的通用通信平臺(tái)體系架構(gòu),已成為業(yè)界實(shí)現(xiàn)軟件無(wú)線電平臺(tái)可重構(gòu)、可移植的重要突破點(diǎn)。其中硬件抽象層則是最核心也最復(fù)雜的一部分,雖然在美軍標(biāo)中對(duì)于硬件抽象層有詳細(xì)的定義和說(shuō)明,但是由于差異性,不可能照搬美軍標(biāo)中的相關(guān)內(nèi)容,根據(jù)我軍通信需求和現(xiàn)有通信體制,制定適應(yīng)實(shí)際情況的SCA標(biāo)準(zhǔn)對(duì)其實(shí)際應(yīng)用有至關(guān)重要的意義,并最終影響裝備的設(shè)計(jì)和使用模式。目前,這方面的工作仍有待進(jìn)一步探索。