Leuvense combo levert flexibele voorwaartse foutcorrectie voor SDR

8 juni 2011

Op de Design Automation Conference in San Diego hebben Imec en zijn spin-off Target Compiler Technologies in C programmeerbare forward error correction (Fec) gepresenteerd voor softwaregedefinieerde radio’s. Hun Flex Fec-oplossing is in oppervlak en doorvoer vergelijkbaar met dedicated implementaties die ingebakken vaste functies hebben, maar biedt door zijn softwareprogrammeerbaarheid de flexibiliteit om meerdere standaarden te ondersteunen. Voor processoren met applicatiespecifieke instructiesets (Asips) hebben de Leuvenaren een template beschikbaar met support voor LDPC-, Turbo- en Viterbi-decodering. Met Targets IP Designer-toolsuite heeft Imec de Asip-architectuur ontworpen en geoptimaliseerd en een bijbehorende softwareontwikkelomgeving gegenereerd.

Het project is onderdeel van Imecs Green Radio-programma, dat zich richt op oplossingen voor energiezuinige, low-cost herconfigureerbare radio’s voor de volgende generatie draadloze apparaten. ‘Flex Fec-decoders die meerdere standaarden aankunnen, worden steeds belangrijker als enablers voor toekomstige 4G netwerken’, verklaart programmadirecteur Liesbet Van der Perre. ‘IP Designer heeft ons in staat gesteld om voor onze C-programmeerbare Fec-processor een template te ontwerpen met concurrerende karakteristieken en tegelijk volledig hardwarehergebruik en flexibele geheugenallocatie.’

De template kan voor meerdere standaarden worden geïnstantieerd om kanalen te decoderen. Door de algoritmes op verschillende manieren met de architectuur te optimaliseren, is Imec erin geslaagd om ze zo te parallelliseren dat ze voldoen aan de strenge eisen die een flexibele processor stelt aan doorvoer en latency. De resulterende oplossing volgt de specificaties van een breed scala aan standaarden, onder meer voor cellulaire communicatie (3GPP-LTE, 802.16e), draadloze netwerken (802.11ac, 802.11n) en radio- en televisie-uitzendingen (CMMB, DVB-S2/T2, DVB-SH).

Met de IP Designer-toolsuite kon Imec de Flex Fec-architectuur tijdens het ontwerp verkennen en optimaliseren en snel zien welke impact veranderingen hadden op doorvoer, energieverbruik, latency en siliciumoppervlak. Daarbij heeft het gereedschap van Target automatisch een optimaliserende C-compiler gegenereerd om de multistandaard-Fec-algoritmes te compileren op de gespecialiseerde Fec-architectuur, gebruikmakend van het aanwezige parallellisme op instructieniveau. Tegelijk rolde er ook een instructiesetsimulator uit om de op de architectuur draaiende code te valideren en te profileren.

Als demonstratie heeft Imec de template geïnstantieerd voor WLan, Wimax, DVB-S2/T2 en 3GPP-LTE en met IP Designer automatisch een energiezuinige RTL-hardware-implementatie van de kern gegenereerd. De oppervlakte en doorvoer van het resultaat blijken inderdaad vergelijkbaar met die van geavanceerde oplossingen met ingebakken vaste functies. De gebruikte generieke template met LDPC-decodering is bovendien stevig terug te snoeien, zodat nog meer besparingen mogelijk zijn.

Target-CEO Gert Goossens is verheugd over de resultaten die Imec in het Green Radio-programma heeft geboekt met de toolsuite van zijn bedrijf. ‘Het bewijst dat programmeerbare Asip-oplossingen een goed alternatief zijn om geavanceerde draadloze standaarden te implementeren. In het algemeen verlagen zij het ontwerprisico, kunnen ze problemen oplossen van vroege standaarden die nog niet zijn bevroren en stellen ze Soc-klanten in staat om bedrijfseigen features toe te voegen aan hun chipsets.’

Nieke Roos

Terug naar overzicht