一种通信基带处理的流程控制方法和硬件加速器电路技术

本发明专利技术提出一种通信基带处理的流程控制方法，该方法包括：DSP/MCU处理器将物理层处理流程的控制指令转化为以帧为单位的控制参数链表，所述链表的链表单元包括头指针、信息载荷区和尾指针，链表单元之间通过指针相互连接，每个链表单元的信息载荷区包含了一个帧的所有控制参数；硬件加速器自动读取并解析控制参数链表，根据解析出的控制参数执行相应的物理层流程处理，并向DSP/MCU处理器反馈处理结果。本发明专利技术还提出一种通信基带处理的硬件加速器电路，包含：一个DMA模块、一个链表解析模块、一个指令调度模块、一个中央控制器和多个物理层处理单元。

【技术实现步骤摘要】
一种通信基带处理的流程控制方法和硬件加速器电路
本专利技术涉及无线通信领域，尤其涉及一种通信基带处理的流程控制方法和硬件加速器电路。
技术介绍
通信基带处理器（通常为基带芯片或FPGA电路）一般包含DSP或者MCU处理器组成的控制部分，以及硬件加速器组成的数据通路计算部分。基带处理器在处理基带通信上下行数据时，按照通信网络一般定义，划分为Layer1（物理层）处理、Layer2（数据链路层）处理、Layer3（网络层）处理、MMI（人机接口）处理和应用层软件处理。基带处理器使用DSP/MCU实现Layer2和Layer3的处理；在Layer1的处理流程中，使用DSP/MCU负责算法流程控制，硬件加速器负责算法计算。现有技术中通信基带处理器实现Layer1的处理通常依靠DSP/MCU与硬件加速器频繁的指令级的信息交互，有以下两种常用方法：方法一，通过DSP/MCU执行指令控制硬件加速器，并通过中断获取硬件加速器的中间状态和处理结果，调整算法流程。该方法需要DSP/MCU的全程参与和指令的精确控制，软硬件接口的信息交互过于频繁，成为DSP/MCU的主要负荷之一。由于占用较多的DSP/MCU资源，从而不得不提升DSP/MCU的处理能力，导致处理器功耗和代价较大。方法二，采用固定的命令缓存区（buffer），由DSP/MCU按照固定的格式，将控制命令填入，硬件加速器对命令缓存区自动读取，解析并执行，通过中断汇报中间状态和处理结果，并等待新的命令序列填入。这种方法同样导致DSP/MCU和硬件加速器的交互频率较高，并且不能修改缓存区中的命令，灵活行差，DSP/MCU计算资源也较大。
技术实现思路
为了解决上述DSP/MCU与硬件加速器交互过多，DSP/MCU处理器资源消耗过高的问题，本专利技术提出一种通信基带处理的流程控制方法，该方法为：DSP/MCU处理器将物理层处理流程的控制指令转化为以帧为单位的控制参数链表，所述链表的链表单元包括头指针、信息载荷区和尾指针，链表单元之间通过指针相互连接，每个链表单元的信息载荷区包含了一个帧的所有控制参数；硬件加速器自动读取并解析控制参数链表，根据解析出的控制参数执行相应的物理层流程处理，并向DSP/MCU处理器反馈处理结果。优选的，如图1所示，上述DSP/MCU处理器将物理层处理流程的控制指令转化为以帧为单位的控制参数链表具体为：在网络层，DSP/MCU处理器处理应用业务信息后传递给数据链路层；在数据链路层，DSP/MCU处理器将业务分割，生成以帧为单位的控制参数链表，并传递给物理层；在物理层，DSP/MCU处理器根据硬件加速器反馈的处理结果修改控制参数链表中的相关字段信息。进一步的，上述链表单元的信息载荷区中的一个帧的所有控制参数可以由四层结构构成：第一层为一个子载波组的一组控制参数，对应于单个子载波组的物理层处理；第二层由与编码相关的控制参数和多个子载波组的控制参数构成，对应于编码类型的物理层处理；第三层由多个业务块的控制参数构成，对应于基于时隙或者基于频段的物理层处理；第四层由多个帧的控制参数构成，对应于基于帧的物理层处理。相应的，硬件加速器的处理可以具体为：硬件加速器根据链表指针依次自动寻找下一帧的链表单元位置，读取每个帧的链表单元中的信息载荷区并解析，根据解析出的控制参数的四层结构，配置硬件加速器内单个子载波组的物理层处理单元、编码类型的物理层处理单元、基于时隙或者基于频段的物理层处理单元、基于帧的物理层处理单元，然后由各个物理层处理单元根据配置对该帧的数据自动依次执行物理层处理流程的各个环节处理，最后向DSP/MCU处理器反馈处理结果。优选的，对于上行基带处理，在上行控制参数链表的链表单元的信息载荷区中还包括一个数据指针区域，指向待处理的数据区域，硬件加速器自动加载所述数据指针指向的数据，执行上行物理层处理流程后，将处理成功或者失败的消息通过中断通知DSP/MCU处理器。优选的，对于下行基带处理，在下行控制参数链表的链表单元的信息载荷区中还包括一个数据指针区域，硬件加速器执行下行物理层处理流程后，将得到的下行接收数据存入数据指针地址中，然后通过中断通知DSP/MCU处理器读取数据指针地址的内容。优选的，如图2所示，DSP/MCU处理器和硬件加速器通过信号量实现同步：所述信号量为存储在特定存储空间的变量，DSP/MCU处理器每生成一帧的链表单元则增加信号量的值，然后硬件加速器查询信号量得知其被改写后，则自动读取并解析该帧的链表单元，执行相应的物理层处理流程，并减小信号量的值。本专利技术还提出一种通信基带处理的硬件加速器电路，该电路如图3所示，包含以下部分：一个DMA（DirectMemoryAccess）模块、一个链表解析模块、一个指令调度模块、一个中央控制器和多个物理层处理单元；DMA模块用于读取链表单元，以及读取需要进行上行物理层处理的数据或者存储下行物理层处理完毕的数据；链表解析模块用于解析控制参数链表；指令调度模块用于将链表解析模块解析到的控制参数传递给中央控制器；中央控制器用于根据控制参数控制DMA模块和物理层处理单元；各个物理层处理单元用于依次执行物理层处理流程的各个环节处理。优选的，上述电路用于上行物理层处理，所述多个物理层处理单元包括：加扰单元、编码单元、交织单元、调制单元、码扩单元、载波映射单元、天线处理单元、IFFT单元。优选的，上述电路用于下行物理层处理，所述多个物理层处理单元包括：FFT单元、载波解映射单元、天线信号估计单元、信道估计单元、符号检测单元、解码扩单元、解交织单元、译码单元、解扰单元。本专利技术通过控制参数链表的方式实现基带通信处理中DSP/MCU与物理层硬件加速器的交互控制，不需要DSP/MCU直接控制硬件加速器，硬件加速器可以通过控制链表中的控制参数信息自动处理和定时接收和发送通信数据，大大减小了DSP/MCU和硬件加速器之间的信息交互频率，使得DSP/MCU可以释放出来进行Layer2和Layer3的处理，达到减小处理功耗和代价的目的，同时减小了指令存储量，降低了通信协议的软件开发成本，提高了通信基带处理流程控制的实时性。此外，本专利技术的控制参数链表与具体物理存储区位置无关，存储区更具灵活性。附图说明图1是本专利技术的DSP/MCU处理器将控制指令转化为控制参数链表的示意图；图2是本专利技术的DSP/MCU处理器和硬件加速器通过信号量实现同步的示意图；图3是本专利技术的采用控制参数链表的硬件加速器电路的结构示意图；图4是本专利技术实施例一的上行处理的控制参数链表的结构示意图；图5是本专利技术实施例一的下行处理的控制参数链表的结构示意图；图6是本专利技术实施例二的上行基带处理的硬件加速器的电路结构图；图7是本专利技术实施例三的下行基带处理的硬件加速器的电路结构图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术的具体实施方式作详细的说明。实施例一：采用控制参数链表的通信基带处理的流程控制方法本实施例的通信基带芯片设计了控制参数链表，在网络层，DSP/MCU处理器处理应用业务信息后传递给数据链路层；在数据链路层，DSP/MCU处理器将业务分割，生成以帧为单位的控制参数链表，并传递给物理层；在物理层，DSP/MCU处理器根据硬件加速器反馈的处理结果修改控制参数链表中的相关字段信息本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种通信基带处理的流程控制方法，其特征在于，所述方法为：DSP/MCU处理器将物理层处理流程的控制指令转化为以帧为单位的控制参数链表，所述链表的链表单元包括头指针、信息载荷区和尾指针，链表单元之间通过指针相互连接，每个链表单元的信息载荷区包含了一个帧的所有控制参数；硬件加速器自动读取并解析控制参数链表，根据解析出的控制参数执行相应的物理层流程处理，并向DSP/MCU处理器反馈处理结果。

【技术特征摘要】
1.一种通信基带处理的流程控制方法，其特征在于，所述方法为：DSP/MCU处理器将物理层处理流程的控制指令转化为以帧为单位的控制参数链表，所述链表的链表单元包括头指针、信息载荷区和尾指针，链表单元之间通过指针相互连接，每个链表单元的信息载荷区包含了一个帧的所有控制参数；硬件加速器自动读取并解析控制参数链表，根据解析出的控制参数执行相应的物理层流程处理，并向DSP/MCU处理器反馈处理结果。2.根据权利要求1的方法，其特征在于，所述DSP/MCU处理器将物理层处理流程的控制指令转化为以帧为单位的控制参数链表具体为：在网络层，DSP/MCU处理器处理应用业务信息后传递给数据链路层；在数据链路层，DSP/MCU处理器将业务分割，生成以帧为单位的控制参数链表，并传递给物理层；在物理层，DSP/MCU处理器根据硬件加速器反馈的处理结果修改控制参数链表中的相关字段信息。3.根据权利要求2的方法，其特征在于，链表单元的信息载荷区中的一个帧的所有控制参数由四层结构构成：第一层为一个子载波组的一组控制参数，对应于单个子载波组的物理层处理；第二层由与编码相关的控制参数和多个子载波组的控制参数构成，对应于编码类型的物理层处理；第三层由多个业务块的控制参数构成，对应于基于时隙或者基于频段的物理层处理；第四层由多个帧的控制参数构成，对应于基于帧的物理层处理。4.根据权利要求3的方法，其特征在于，硬件加速器的处理具体为：硬件加速器根据链表指针依次自动寻找下一帧的链表单元位置，读取每个帧的链表单元中的信息载荷区并解析，根据解析出的控制参数的四层结构，配置硬件加速器内单个子载波组的物理层处理单元、编码类型的物理层处理单元、基于时隙或者基于频段的物理层处理单元、基于帧的物理层处理单元，然后由各个物理层处理单元根据配置对该帧的数据自动依次执行物理层处理流程的各个环节处理，最后向DSP/MCU处理器反馈处理结果。5.根据权利要求1的方法，其特征在于：对于上行基带处理，...

【专利技术属性】
技术研发人员：韩睦华，胡运飞，吴奎奎，王松，
申请(专利权)人：北京信威通信技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11