Ericsson vill ha egen signalprocessor i basstationer

När Ericssons 3G-basstationer går i volymproduktion kan en asic med flera egenutvecklade DSP-kärnor ersätta de flesta standardkretsarna. De skräddarsydda DSP-kärnorna sägs redan kunna matcha dagens kraftfullaste signalprocessorer.

Ericsson har redan tagit fram basstationer för tredje generationens mobiltelefoni, som just nu utvärderas på 17 olika ställen runt om i världen. I dessa sitter standardiserade programmerbara digitala signalprocessorer från fristående halvledartillverkare.

- Eftersom standarden för 3G-telefoni ännu inte har spikats är det idealiskt att använda DSPer på grund av deras flexibilitet. Man lägger funktionerna i programvaran som lätt kan ändras, säger Mats Nordin, ansvarig för hårdvaruutvecklingen av 3G-UMTS basstationer på Ericsson Radio Systems.

När Ericsson letade efter signalprocessorer till sina 3G-basstationer var det flest Mips för minsta Watt som efterfrågades, enligt Nordin. Stöd av operativsystem var också en viktig faktor. Idag sitter en trimmad version av det svenska operativsystemet OSE från Enea på Ericssons DSPer. Men när volymproduktionen väl drar igång kommer det inte längre att duga att använda standardkretsar.

- Texas Instruments C6203 är visserligen mycket kraftfull men strömförbrukningen är fortfarande för hög, säger Mats Norin.

Även i basstationer som kopplas mot elnätet i väggen är strömförbrukning en kritiskt aspekt när man väljer komponenter. Om strömförbrukningen är för hög krävs stora kylfläktar och dessa ökar kostnaderna rejält.

- Egentligen vill vi använda så få DSPer som möjligt. De drar för mycket effekt och är alldeles för dyra, säger Mats Norin.

- En möjlig framtidslösning är att använda färdiga IP-block eller kanske Ericssons egenutvecklade DSP-serie.

En asic rymmer 20 kärnor

Bakom kulisserna har Ericsson utvecklat sin egen DSP-serie under snart fem år. När 3G-basstationerna går i volymproduktion kan dessa prispressade DSP-kärnor knuffa ut de tidigare DSP-kretsarna ur basbandet - där kraven är som högst - om pris och prestanda inte utvecklas snabbt nog.

- Våra egna DSP-kärnor är lika användbara som kommersiella DSPer som inriktar sig på 3G, säger Claes Hammar som deltar i utvecklingen av Ericssons DSP-serie på Ericsson Radio Systems.

Ericssons egna digitala signalprocessorer har redan kommit till nytta i flera av Ericssons produkter, men arkitekturen har ständigt förbättrats.

- Precis som alla andra DSP-tillverkare har vi ökat prestanda genom att höja klockfrekvensen och öka parallellismen med flera Macenheter, säger Claes Hammar.

Ericssons DSP-kärnor utvecklas i form av syntetiserbar VHDL-kod vilket innebär att kärnorna kan utnyttja nya halvledarprocesser från olika asictillverkare.

- Med hjälp av krympande geometrier kan vi öka klockfrekvensen och samtidigt sänka strömförbrukningen.

Arkitekturen gör att upp till tjugo av dessa kärnor kan integreras på en och samma asic.

- Med denna teknik har man redan uppnått prestanda som ligger en faktor tre högre per krets jämfört med kommersiellt tillgängliga DSPer, säger Claes Hammar.

Dubblad klockfrekvens inom kort

Idag kan ledande DSP-kretsar klockas med runt 300 MHz, men Claes Hammar tror att klockfrekvensen kommer att fördubblas inom några år. Texas C6203 presterar exempelvis 2 400 Mips och inom ett par månader kommer den att klara drygt det dubbla.

Instruktionsuppsättningen har också optimerats speciellt för mobiltelefoni. Idag har arkitekturen en kort 3-stegs pipeline men Ericsson har en ny DSP-arkitektur under utveckling där en utökad pipeline kommer att öka klockfrekvensen med en faktor tre. Då blir det visserligen svårare för programmerarna, men en nyutvecklad C-kompilator kommer att hjälpa till.

Susan Kelly