面向移动通信基带算法的VLIW矢量处理器的设计

发布时间：2017-11-08 01:30

  本文关键词：面向移动通信基带算法的VLIW矢量处理器的设计

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【摘要】：近年来,移动通信技术的发展日新月异,各种高新通信技术为4G、5G通信时代的到来提供了强大的技术保障。然而,复杂高新技术在带来更优质的通信体验的同时,也给通信处理器带来了不容小觑的运算处理压力。此外,未来很长一段时间内,移动通信领域还将继续面临多种通信标准共存,多种运营模式共生的局面,而目前的通信处理器已很难在低功耗、高性能、编程灵活性三者之间寻求新的平衡。因此,针对上述的诸多问题,本文论证并设计了一款基于专用指令集的ASIP处理器,同时结合NoC片上网络单元搭建了面向第4代移动通信标准的CoMP基带通信系统。本文针对IMT-Advanced(即4G)基带通信技术中的高可并行性处理模块,如对CoMP预编码模块、信道估计均衡模块、FFT运算模块等,进行了深入的分析,针对上述基带处理算法的特点,设计了通过矢量处理实现数据级并行,通过VLIW技术实现指令级并行的具备双重并行特征的VLIW矢量处理器。在该处理器的硬件架构设计方面,本文采用了改进的哈佛结构;在其指令集设计方面,借鉴MIPS经典RISC指令设计了5级流水深度的基础指令集,同时结合具体的算法特征,设计了若干专用指令对基带算法的实现进行了加速。此外,考虑到项目中VLIW矢量处理器的具体应用场景为基于NoC片上网络扩展的通信系统,本文亦设计了若干专用的协处理器单元来完成相应的对外扩展任务,并根据实际需求设计了不同的互联方案,既充分利用了各个处理器单元间的独立并发特性又满足了系统的整体时序要求。文章最后利用本文所设计的VLIW矢量处理器及其协处理器搭建了基站端系统并进行了综合验证与测试。除了借助EDA工具完成了基站端系统的RTL级建模与仿真外,本文亦借助Xilinx Kintex7系列MIIT小型基站平台搭建了实际的CoMP基带通信演示链路,通过该演示链路的实验结果也验证了项目中采用的本文所设计的VLIW矢量处理器及其协处理器能够出色地完成移动通信基带信号处理的任务,且充分显示出了VLIW矢量处理器的运算速度快、数据吞吐率高、处理效果优良的三大特点。
【学位授予单位】：电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TN929.5

【参考文献】

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1 周鹏;面向无线通信数字信号处理的微处理器设计[D];电子科技大学;2013年

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本文编号：1155026