MicroTCA正在成為嵌入信號處理應用，尤其是高性能的多處理器系統中日益普及的標準。這些標準采用了可滿足“運營商級”電信設備需求的先進中間卡（AdvancedMC），從而找到了進入電信應用的途徑，如無線基帶處理。

無線基帶處理是一種高需求的應用，它需要高能效的解決方案。任何系統還必須柔性地適應多種標準的要求，并適應快速發展的各個電信標準。本文討論了設計過程中的各種因素，包括處理器、互連和軟件平臺的選擇。

對于這種靈活、高性能的應用，處理器的主要選擇是DSP和FPGA。過去，DSP 是標準的解決方案，但FPGA供應商已經提高了自己的信號處理能力：今天的很多應用得益于一種結合DSP和FPGA的混合式多處理器系統。一個高速互連能夠使一個子系統包含多個DSP（如3或4個）和一個FPGA，使設計者提供正確的性能組合，去滿足自己的系統要求。

當硅片供應商繼續增加自己的DSP和FPGA性能，并增加多個核心來提升馬力時，嵌入系統設計者必須確保自己的數據交換架構能跟上這個步伐。分布式應用需要多種層次上的互連：一塊電路板上的芯片之間、一個背板上的電路板之間以及多個機架之間的互連。

一個具有2x2多輸入多輸出（MIMO）的20MHz WiMAX基帶系統要求大約1.5Gbps的天線數據速率。支持三扇區的典型基站要求超過4.5Gbps的聯合接口速率，它可以通過三個獨立的射頻頭連接或一個鏈式單連接而得到支持?；陂_放標準的接口（如CPRI或OBSAI）可以用于數據的成幀。當支持信道采用擴頻技術編碼（如CDMA）的MIMO系統時，所有基帶處理塊都有來自所有天線的數據。

除了原始性能以外，設計者還必須考慮自己所選結構的成本，包括初始投資費用和運營成本。他們還應尋求標準接口，使自己的設計能夠實現跨不同平臺的重用，包括現在與未來，并且能夠從支持標準的一系列供應商中作出選擇。

無線基帶信號處理的互連

對于高性能信號處理應用，現在一般考慮四種結構：InfiniBand、PCI Express（PCIe）、以太網和Serial RapidIO（SRIO）。

InfiniBand開始有英特爾公司的強大支持，但該公司后來停止了自己的開發支持，轉向支持PCI Express。InfiniBand設計為一種交換式結構互連，可以用于局域網和企業網，但近來更多地定位在存儲應用。雖然從技術方面它提供很好的特性，尤其是在管理方面，但它并未設法在嵌入應用中立足，而且沒有供它使用的AdvancedMC規范。

PCIe是PCI的串行版，提供每通路（lane）最大2.5Gbps的數據速率，一般MicroTCA中每個AdvancedMC限制為四通路。PCIe特別適合作為一種快速低成本的外設、I/O與主處理器的連接方式。它還有良好的支持和不錯的采用數量，有些DSP和FPGA供應商把它作為一種原生接口。不過，在超過一定數量設備情況下，PCIe并不具有良好的縮放性，并且不適合多主處理器環境，如機架互連。

因此，PCIe一般用于與一個獨立數據結構相關的點對點連接，反映在最近公布的SCOPE Alliance AdvancedMC Hardware Profile上。很多情況下，實際上是在以太網（千兆和10GigE）與SRIO之間作數據結構的選擇。

在很多應用類型中，以太網都是一種常見的選擇。WiMax和LTE是以太網上的 IP技術。以太網用于基站回程網的傳輸正在引起注意。千兆以太網今天已發展出不同版本，得到廣泛使用，10GigE通過XAUI標準在 AdvancedMC中得到支持。自從以太網在廣域網中的早期應用以來，它已變得無處不在。

千兆以太網提供點對點的分組架構，數據包大小可變。MicroTCA用其作為基本結構，幾乎確保能得到控制平面上機架內所有AdvancedMC的支持?，F在沒有針對千兆以太網的通用服務質量（QoS）標準，越來越多的路由器與交換機提供一些QoS特性，使基本結構也能用于低帶寬的數據平面傳輸。

然而，對于大帶寬的數據平面傳輸，從千兆以太網到10GigE的成本跳躍太大。以太網要求高CPU處理和分組協議開銷，意味著以太網不是一種高效的實現標準。再加上以太網上傳輸的高延遲與抖動，設計者可能希望尋找其它的結構。

SERIAL RapidIO

由于這些問題，SRIO正在多處理器系統中日益普及。它兼有低成本、低功耗、大流量和先進功能等特點。與PCI Express不同，SRIO可以有多個主處理器，并支持多播。它有較以太網更低的協議開銷，并有更好的流控機制，和更高的原始帶寬利用率。

SRIO最初開發用于處理器的互連，它同時適用于控制平面和數據平面的傳輸。它是一種點對點的分組架構，可以支持低開銷的任何拓撲。它允許采用大小可變的分組數據包，和最大256字節的協議數據單元（PDU）。

除了大流量以外，SRIO還是一種高效率實現的技術。它本身就支持QoS，而以太網需要附加的協議層和網絡協同操作。這使SRIO在某種數據帶寬下具有了成本與功耗優勢。

過去幾年來，在DSP和信號處理市場上出現了從PCI Express到SRIO的明顯轉換。Crystal Cube Consulting公司預測，到2011年，帶SRIO功能的DSP將占總DSP市場的34%，在無線基礎架構應用中這一趨勢尤為強勁。SRIO已在一些基帶處理的主要DSP上實現，并可以得到獨立的FPGA IP核心。

在支持多輸入多輸出（MIMO）系統，并采用擴頻技術的無線基帶處理應用如CDMA和OFDMA中，所有射頻天線的數據都必須送給所有基帶處理塊。此時，實現優異性能的關鍵就是支持多播的高效低延遲互連，而SRIO就非常合適。

一個刀片級子系統的解決方案可能同時包含DSP和FPGA，選擇兩者的結合以適應特定應用的要求。SRIO結構可以用于射頻數據分配，并用于設備之間的一種低延遲直接內存存取（DMA），包括在卡上和在卡外。將SRIO用于卡間和卡內連接可以將各種部件結合在一起。

在無線基站中，SRIO可以用于將數字“芯片速率”數據從用戶天線轉移到系統中的基帶處理卡上。每個基帶卡都帶有一個SRIO互連，一般都有一個支持SRIO的高性能DSP。然后，經基帶卡處理的數據仍通過SRIO，送至回程接口。