可配置软件无线电数字信号处理器体系结构研究

本课题针对当前采用软件无线电技术实现的通信系统对超高性能数字信号处理系统（>100GOPS）的迫切需求，从分析下一代无线通信系统核心算法的计算复杂度、访存需求、存储需求、通信方式等程序行为特征入手，提出并研究可配置软件无线电数字信号处理器的体系结构，研究单核处理单元的多模式流水线结构、支持高效预取的非Cache存储结构、延时精确的TDM异构NoC互连结构，并重点研究处理器各层面的可扩展性和相关配置手段，使处理器能很好地适用于不同标准通信系统的算法处理。.本课题的主要的创新点有：.1）BER指导的无线通信系统的程序行为特征分析；.2）高效的标量向量混合执行流水线结构；.3）支持特殊数据预取的非Cache存储系统；.4）TDM工作模式的NoC互连结构。

“可配置软件无线电数字信号处理器体系结构研究”课题自从立项以来，课题组全体成员在组长刘衡竹研究员的带领下，按照课题申请书制定的研究计划对软件无线电数字信号处理器的体系结构及其可配置性和可扩展性等方面展开了广泛而深入地研究。本课题的研究按照计划有条不紊地展开，在课题申请书提出的研究方向上进行了扎实而深入的理论和实践探索，取得了一系列的创新研究成果。主要包括1.通过分析典型通信程序，提取了关键算法的计算特征和访存特征，用于指导软件无线电处理器体系结构设计；2.设计了VLIW+SIMD的MPE高效结构并进行了硬件实现，实验结果表明该结构在性能、面积、功耗上优于现有的处理器结构；3.研究了多模多域无冲突并行存储结构，解决了传统并行存储系统不能很好地适应软件无线电应用的访存模式的问题；4.提出了一种可扩展实时TDM异构多核互连架构，高效地完成了软件无线电MPSOC系统平台的实现;5.研制了FFT，Turbo，CORDIC等一系列可配置协处理器，这些协处理器的性能优于目前国内外已公开发表的同类部件，具有很高实用价值。课题研究经费使用合理恰当，监督机制完整。该课题共培养了工学博士研究生2人，硕士研究生7人，锻炼了一支稳定的从事软件无线电数字信号处理器体系结构研究和开发的青年团队。同时通过参加国内外会议增进了本领域的国际交流与合作，扩大了课题组在本领域的学术影响。一共发表与本课题相关的学术论文33篇，其中SCI检索或已录用论文9篇，EI检索论文17篇；申请国家发明专利2项，圆满完成了课题申请书制定的研究任务和研究目标。