基于Xilinx Zynq SoC的解决方案
在移动互联、智能终端的高速发展和普及下，网络热点和盲点急需灵活的方案来完善覆盖。 由于基站选址和工程施工难度越来越大，施工成本越来越高，基站设备的集成化、小型化、低功耗、 低成本、 可控性和智能化将是主流趋势。对此一系列小型化基站设备和技术small-cell（小型基站）诞生。 small-cell源于最初为家庭设计的femto-cell技术， 现今延伸到企业pico-cell、 城市metro-cell、和现代micro-cell。
为什么选用small-cell， 因为它可以应用于不同的地形环境，可以用于家庭，也可用于企业。 也提供更好的覆盖（10米到200米的范围）, 容量， 可以用来补盲宏基站信号微弱的区域，且更易部署和调度。越来越多的人希望在任何地方使用移动手机，这使得移动数据更多的是应用在室内并在逐步增长，而macro-ccell在室内的覆盖很差，但small-cell覆盖效果则更好。
small cell和macro cell相比，租金费用、维护和供电费用更低，所以，它拥有更低的运营成本。 有研究表明，运营商们普遍预计在未来的网络市场中，small-cell将比macro-ccell扮演更重要的角色。
随着移动数据流量的增长，运营商普遍认为分流移动数据是高效使用无线频谱资源的好办法。small- cell是3g数据分流的重要成分，他们并认为small-cell是管理lte a频谱的有效办法，而不只是使用macro-cell管理lte a频谱。移动运营商正在寻求更小的基站和wi-fi热点，以便更好地覆盖户外场所和人口稠密的地区，而带wi-fi的解决方案无疑可更好的帮助运营商节约宝贵的频段资源。
xilinx zynq™-7000 系列器件集合了处理器软件及fpga硬件的可编程soc，这样提升了系统的集成度，性能，灵活性，可扩展性。zynq™-7000 系列器件并且从系统层面提供功耗降低，更低成本，更快的速度投向市场。与传统的soc方案，基于zynq-7000 soc器件开发, 允许设计者根据不同应用场景，灵活地添加不同的外设及硬件加速器，从而达到最优化和差异性目标。
1 xilinx zynq™-7000 soc系列概要 xilinx zynq-7000 soc系列利用xilinx 7 系列28nm技术。zynq-7010和zynq-7020是基于artix™-7 fpga 的soc器件，提供更低的功耗和成本。zynq-7030, zynq-7045和zynq-7100是基于kintex™-7 fpga的soc器件，提供更高的性能与i/o速率。器件一览表如图1所示。
xilinx zynq-7000 soc 包括processing system(ps)和programmable logic(pl)两大部分。其中processing system(ps)是：
• 基于双核arm cortex™-a9
• cpu主频高达1ghz
• 带有neon加速器
• 支持单精度，双精度浮点单元
• 32kb指令和32kb数据l1 cache
• 512kb l2 cache
xilinx zynq-7000 soc功能如图2所示。
xilinx zynq-7000架构使得客户的逻辑与软件分别在pl和ps里实现成为可能。ps与pl集成在一片fpga中。由于它们有限的i/o带宽， 可以将延迟和功耗可以做到传统两片芯片的soc（assp + fpga）所达不到的性能指标，进而使得客户可以实现独特， 差异化的系统功能。
2 xilinx zynq-7000 soc用于lte small-cell解决方案概要 xilinx zynq-7000 soc解决方案可以满足lte small-cell从pico-cell到macrocell 的应用需求。在功能模块划分上, 用zynq ps软件实现layer 2, 3协议的绝大部分，如果需要，也可以将layer 2, 3部分功能用zynq pl作硬件加速。将layer 1在zynq pl硬件中实现。
由于small-cell 机箱内没有风扇，散热问题非常挑战, xilinx lte small-cell解决方案提供低功耗帮助降低昂贵散热器的成本，并且使得热设计更简单。xilinx的radio ip cfr/dpd可以帮助客户提高功放效率并降低small-cell的功耗。利用xilinx提供的ips， 可以提高集成度，加速客户产品投向市场的时间。
xilinx zynq-7000 soc方案可以支持lte small-cell的配置如图3所示。
3 zynq soc xilinx small-cell 功能划分 xilinx zynq soc非常适合高性能lte smallcel产品。 zynq soc拥有两个arm cortex™-a9。 其中一个arm核实现实时操作系统，lte layer 1的控制， 另外一个arm核实现layer 2， 3协议，包括ieee1588, pdcp, rlc, mac and phy api, ethernet, ip sec/ip, udp, sctp, gtp-u, oa&m； 在zynq pl（低延迟， 并行度高， 高带宽互联）中可以实现layer 1， 包括硬件加速器，channel encoding, qam modulation, mimo encoder, ofdm modulation, duc, cfr, dpd。ddc,ofdm demodulation, mimo decoder, qam demodulation, channel decoding。 jesd接口。ps中模块与pl中模块可以通过axi-4标准总线进行数据交互。
4 xilinx lte small-cell zynq soc 方案的优势 如图5 所示, 左上角是传统方案用多核soc，assp 实现数字中频，一片小容量fpga 实现剩余的接口逻辑与存储，这种组合而成的方案来支持 2x2 (2t 2r) lte small-cell。
左下角是用xilinx 单芯片zynq z-7045 来实现2x2 (2t 2r) lte small-cell，两个arm cortex™-a9处理器核实现实时操作系统，lte layer 1 的控制， layer 2， 3 协议； zynq 逻辑实现lte layer 1物理层及数字中频（duc/ddc/cfr/dpd）与cpri 接口等。这样从传统的3 片芯片集成到一片zynq z-7045。
如图5 所示，由3 片芯片集成到一片所带来的好处是：降低芯片之间的处理延迟， bom 成本降低 25%，与此同时整体功耗降低35%。
5 小结 lte small-cell 对低成本, 低功耗，高集成度和高可靠性的要求。 全集成，可扩展性与灵活性成为非常重要的目标。 利用xilinx zynq-7000 双核arm 处理器ps， 与高系统性能和低功耗的pl 相结合， xilinx 全可编程zynq-7000 soc 是现在或将来lte small-cell 合适的好的解决方案。
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xilinx zynq™-7000 系列器件集合了处理器软件及fpga硬件的可编程soc，这样提升了系统的集成度，性能，灵活性，可扩展性。zynq™-7000 系列器件并且从系统层面提供功耗降低，更低成本，更快的速度投向市场。与传统的soc方案，基于zynq-7000 soc器件开发, 允许设计者根据不同应用场景，灵活地添加不同的外设及硬件加速器，从而达到最优化和差异性目标。
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2 xilinx zynq-7000 soc用于lte small-cell解决方案概要 xilinx zynq-7000 soc解决方案可以满足lte small-cell从pico-cell到macrocell 的应用需求。在功能模块划分上, 用zynq ps软件实现layer 2, 3协议的绝大部分，如果需要，也可以将layer 2, 3部分功能用zynq pl作硬件加速。将layer 1在zynq pl硬件中实现。
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