通過利用現(xiàn)代處理器架構(gòu)的并行性提高SDR的性能

軟件定義無線電 （SDR） 將是各種移動(dòng)設(shè)備的絕佳選擇，如果它不是那么耗電的話。SDR 可以安裝在更節(jié)能的芯片組中嗎？這是重新考慮架構(gòu)以適應(yīng)低功耗實(shí)現(xiàn)的案例。

對(duì)于許多已經(jīng)在使用 SDR 實(shí)施的公司來說，使用匯編代碼在低級(jí)別對(duì)處理器進(jìn)行編程已被證明對(duì)于實(shí)現(xiàn)所需的性能水平至關(guān)重要。但是，使用匯編編程有兩個(gè)主要影響：

1. 為一個(gè)處理器編寫的代碼在沒有完全重寫的情況下不能輕易地轉(zhuǎn)移到同一處理器的另一個(gè)或未來幾代。即使使用交叉匯編器也會(huì)導(dǎo)致翻譯性能不佳。這對(duì)大型軟件組件的可移植性有重大影響，導(dǎo)致成本和競(jìng)爭(zhēng)力問題。

2. 這些匯編代碼程序的創(chuàng)建需要大量的專家工程時(shí)間，并且對(duì)正在實(shí)施的處理器和算法都有深入的了解。這反過來又使該方法既昂貴又耗時(shí)，從而延遲了上市時(shí)間。

只有解決了可移植性和可編程性問題，MVR 才能在商業(yè)上運(yùn)行。新興的優(yōu)化技術(shù)，包括 Sigmatix 的新技術(shù)，包括在其 MVR 基帶平臺(tái)中（如圖 2 所示），以高性能方式打開了高級(jí)語言的使用。該技術(shù)利用對(duì)通常與綜合技術(shù)相關(guān)的處理器硬件的理解，并將此信息用于并行化算法并將算法緊密映射到處理器架構(gòu)上。使用 C++ 模板系統(tǒng)將算法描述編碼為可以利用處理器提供的功能的形式，從而實(shí)現(xiàn)高性能的可移植性。

圖 2： Sigmatix 的 MVR 基帶平臺(tái)支持實(shí)現(xiàn)更高性能和可移植性的方法。

在這種方法中，協(xié)議或基帶設(shè)計(jì)工程師可以使用 C 代碼來描述他們的算法元素，而無需考慮處理器架構(gòu)。處理器工程師推動(dòng)模板的構(gòu)建，這些模板在處理器上提供原始數(shù)據(jù)，并酌情利用部分或全部隨附的編譯器技術(shù)。優(yōu)化器結(jié)合了這兩個(gè)代碼庫，修改輸入代碼以充分利用目標(biāo)處理器架構(gòu)來生成原始匯編代碼或包含內(nèi)在函數(shù)的已處理 C 代碼，以指導(dǎo)進(jìn)一步的編譯步驟。然后針對(duì)處理器的周期近似模型運(yùn)行二進(jìn)制代碼，并執(zhí)行分析以檢查可能導(dǎo)致代碼庫改進(jìn)的常見性能問題。

下一代 MVR

SDR 已被證明對(duì)軍事和商業(yè)無線基帶實(shí)施很有價(jià)值，因?yàn)樗氖褂锰峁┝烁叩囊子眯浴⒍嗄?yīng)用和控制多功能性。然而，與定制硬件相比，它的低性能水平阻礙了其在商用蜂窩手機(jī)等功率敏感應(yīng)用中的普及。此外，高性能匯編代碼實(shí)現(xiàn)缺乏可編程性和可移植性，這有損于它在更通用的基礎(chǔ)設(shè)施應(yīng)用程序中的使用。

MVR 通過利用現(xiàn)代處理器架構(gòu)提供的多維并行性來解決這個(gè)問題，從而在不降低基于軟件的設(shè)備的積極優(yōu)勢(shì)的情況下推動(dòng)性能提升一個(gè)數(shù)量級(jí)。通過利用一種以便攜和可編程方式保持性能的方法，MVR 代表了下一代基帶設(shè)計(jì)的未來。

作者：Dave Kelf，Phil Moorby

審核編輯：郭婷