SDR实现商用化还需要新的中间件

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        如今,为软件定义无线电(SDR)寻求完全可重构的整数CPU(integer CPU)或基带DSP的梦想几近破灭。但是随着SDR在军事、公共安全乃至消费市场的不断发展,关注中间件的专家们正在寻找新的途径来优化现有的SDR应用体系架构。

        致力于对象请求代理(ORB)软件的Objective Interface Systems(OIS)公司,正在从面向SDR的传统通用对象请求代理体系(CORBA)接口向针对无线信道用FPGAVHDL新模型,以及面向认知无线电的基带功能扩展。去年底,赛灵思推出了用于Virtex-4 FPGA的VHDL模型;今年,无论是赛灵思还是其FPGA领域的竞争对手,都将陆续推出用于其它架构的新模型。

        过去十多年来,对SDR最感兴趣的应该算是美国国防部,他们定义了软件通信架构(SCA),不过SCA仅描述了在通用处理器中可实现的设计部分的接口。有关SDR的多个关键性合同,已经被列入军用联合策略无线电系统(JTRS)项目。由于主要的合同商们并没有强烈要求提供DSP或FPGA部分的高级行为模型,因此OIS公司目前的主要收入依然来自传统的CORBA工具。

        例如,OIS公司已经和美国国家安全局、空军研究实验室以及几个主要合同商就安全临界请求代理产品PCSexpress进行了多年合作。PCSexpress是用来实现用于多重独立安全等级 (MILS)项目的中间件。未来一段时间内, 基于PCSexpress的实时CORBA还将在高安全级应用中继续占有市场。

        SDR论坛成员希望将认知无线电扩展到一些具有大批量需求的市场。已经成立了18年的OIS公司与SDR论坛及其各成员公司共同合作,致力于把SDR引入军事JTRS应用之外的领域。OIS公司执行副总裁Joe Jacob表示,该公司已做好充分准备,为具有低功耗要求的小尺寸产品提供软件,而软件价格也会符合商业应用。目前SDR在国防应用之外,还有两个基本市场:公共安全通信以及普通数字蜂窝/消费应用。

        飓风“卡特里娜”过后,美国开始加速Project 25项目,以期尽快制定公共安全标准。而美国本地警方和公共安全代表们,也在携手推动供应商使其考虑如何简化与其它产品的互操作性。

        “这些团体大多没有钱,这实际上也有利于向SDR转移。”Jacob指出,“对公共安全网络来说,讨论JTRS绝对关键。美国政府的MILS项目在这方面将有所帮助,但这里需要SDR被更广泛的采纳。”

        Jacob表示,关于商用蜂窝网络中基站和手机所使用的可编程SDR架构,一个阵营认为SDR是不可避免的,另一个阵营则称手机OEM对SDR的商业化感到担忧。一旦基带功能以及无线信道的重编程能力可以像基于传统设计的多频段DSP和RF芯片一样被获得时,SDR的接纳速度将会迅速加快。


SDR的未来会怎样?

        Jacob强调,SDR领域传统的OEM市场,目前还没有做好准备全力以赴向设备模型转移。近日,OIS公司凭借ORBexpress RT(该公司最初的实时ORB工具)赢得了General Dynamics公司C4系统的设计合同。C4将对OIS代理软件进行标准化,使该软件适用于其所有的JTRS产品,包括手持、便携以及小尺寸的集群无线电系统。所有14种C4无线电满足关于SDR框架的SCA标准。

        向源于SCA的VHDL模型转变的需求,主要集中在通用整数微处理器上,而极少关注DSP和FPGA架构, Jacob指出。在研究了由SCA定义的调制解调器硬件抽象层(受国际军火交易条例(ITAR)限制,不能用于商业用途或国外科研项目)后,OIS公司创建了一个专门的模型开发小组。

        OIS公司最初为商用的通用处理器开发CORBA产品,之后,该公司拓宽到了对DSP和FPGA进行产品检查。OIS开发小组实现了FPGA局部可重构的概念(这是新型FPGA如此吸引SDR开发人员的原因之一),而且其可被编为VHDL语言进行描述。

        “创建独立工程小组意味着,我们正在综合考虑使用行为模型。”Jacob表示,“那并不意味着我们会尽快使产品芯片化,不过这倒是可以扩展我们对芯片合作伙伴的IP授权方式。”

        高安全要求的MILS市场将很快跃至VHDL语言。涉及MILS的联邦机构都比较熟悉VHDL模型,Jacob透露,而 PCSexpress项目之后的FPGA也大有希望。

作者:卫玲

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