国家高技术研究发展计划计划课题申请书Word文档格式.docx
《国家高技术研究发展计划计划课题申请书Word文档格式.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《国家高技术研究发展计划计划课题申请书Word文档格式.docx（37页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
功能概述
本项目将研究第三代移动通信SOC平台，定位于WCDMA/GSM多模终端的基带处理SOC的开发。
该平台同时支持WCDMA、GSM、GPRS系统的通信标准；
集成高性能嵌入式微处理器、高性能数字信号处理器、大容量非挥发存储器、若干个数据存储器、若干个数模、模数转换器、其他类型的外设接口和驱动器、嵌入式操作系统以及必要的应用程序接口；
该SOC平台可以根据需要进行重构和再配置；
利用该SOC平台可以实现至少两种应用。
拟解决的技术难点如下：
1、软硬件协同设计技术
软硬件协同设计技术，是在系统级上比较不同实现结构的选择对产品性能的影响，从而进行设计的权衡。
它覆盖设计过程的许多方面，包括：
系统说明与建模、异构系统的协同仿真、软硬件划分、协同验证、总线和处理器负载分析，性能和耗费评估等。
2、多模式的实现
在未来一段时间内，２Ｇ、２．５Ｇ将与３Ｇ共存，也就是说WCDMA手机必须能向后兼容GSM和GPRS制式、向前能支持3GPP的Release99、Release4、Release5版本。
实现互连互通、实现全球漫游、实现多模式多标准兼容在WCDMA手机的开发中显得尤为重要。
支持多模式需要在基带处理芯片中使用更为复杂的MCU和ＤＳＰ。
在发射机和接收机部分继续使用硬件的同时，在语音、数据和网络功能方面将更多地使用软件，也就是说将软件无线电技术用于多模移动终端的开发。
3、提高集成度
第三代移动终端正向着小型化、高存储能力、低功耗的方向发展。
为了实现这些目标，就需要研制出高集成度的芯片：
除了嵌入的处理器和基带处理所需的相关外围逻辑电路外，还要集成声码器、ＤＳＰ核等IP核，以实现话音编译码、基带模拟发送和接收、Ａ/D转换、Ｄ/Ａ转换和ＰＬＬ功能。
未来WCDMA手机处理的数据量将大大高于现有的移动终端，因此是否拥有大量的存储空间也是WCDMA手机的重要特征。
另外，WCDMA多模终端SOC平台还将包含多个MCU及ＤＳＰ，计算强度高于现今普通ＰＣ，其功耗大大提高。
功耗问题影响着终端的小型化、通话时间的长短、功能的强弱等诸多方面。
因此功耗的降低成为技术难点之一。
4、丰富的接口能力
对于WCDMA手机而言，为了实现更多的多媒体功能以及越来越丰富的应用，超强的接口能力成为设计的重点。
WCDMA手机至少应该具有一个ＩｒＤＡ或ＵＳＢ的接口，ＩｒＤＡ接口和USB接口是目前最常用的接口；
ＵＳＢ接口可以实现与ＰＣ和外围设备的高速连接。
还应该具有键盘接口、语音接口、USIM口、UART口、测试接口等等。
技术指标
技术指标将按遵照如下协议：
GSMRelease1999specification
generaldescriptionofagsmpubliclandmobilenetwork
abbreviationsandacronyms
gprsrequirements
typesofmobilestations
mobilestationfeature
technicalperformanceobjectives
discontinuousreceptioninthegsmsystem
functionsrelatedtomobilestationinidlemode
characterization.testmothodsandqualityassessmentforhandfreemobilestations
overalldescriptionofGPRSradiointerface
mobilestation-basestationsysteminterfacegeneralaspectsandprinciples
gsmpubliclandmobilenetworkaccessreferenceconfiguration
mobilestation-basestationsysteminterfacechannelstructureandaccesscapability
layer1-generalrequirement
performancerequirementsonmobileradiointerface
rateadaptiononthemobilestation-basestationsysteminterface
physicallayerontheradiopath
multiplexingandpultipleaccseeontheradiopath
channelcoding
modulation
radiotransmissionandreception
radiosubsystemlinkcontrol
linkadaptation
radiosubsystemsynchronization
backgroudforRFrequirement
fullratespeechprocessingfunctions
fullratespeechtranscoding
comfortnoiseaspecetsforfullratetrafficchannel
discontinuoustransmissionforfullratespeechtrafficchannels
voiceactivitydetection
enhancedfullratespeechprocessingfunction
ANSI-Ccodeforenhancedfullratespeechcode
testsequeceforGSMenhancesfullrate
performancecharacterizationoftheGSMEFRspeechcodec
enhancedfullratespeechtranscoding
substitutionandmutingoflostframeforenhancesfullratespeechtrafficchannel
comfortnoiseaspectforenhancedFULLRATEspeechtrafficchannels
ANSI-CcodeoftheselectdAMR-NSalgorithm
discontinuoustransmissionfrenhancedfullratespeechtranfficchannels
voiceactivitydetectionforenhancesfullratespeechtrafficchannels
ATcommandsetforgsmmobileequipment
conformancespecification
mobilestationconformancespecification-ics
mobilestationconformancespecification-abstracttestsuites
specificationofsubscriberidentitymodule-mobileequipmentinterface
specificationofthevoltsubscriberidentitymodule-mobileequipmemtinterface
attachmentrequirementforGSMmobilestation:
access
attachmentrequirementformobilestationsintheDCS1800bandandadditionalGSM900band:
attchmentrequirementsforGSM:
Generalpachetradioservice:
mobilestation:
Reportonmulti-modeUEissues;
ongoingworkandidentifiedadditionalwork
UECapabilityRequirements（UCR）
Multi-modeUEissues;
categories,principlesandhandoverrequirementsbetweenUMTSandGSMorotherradiosytem
Man-MachineInterface（MMI）oftheMobileStation（MS）
MobileStationApplicationExecutionEnvironment（MExE）;
Stage1
GeneralPacketRadioService（GPRS）;
Organisationofsubscriberdata
handoverprocedures
supportofdualtonemultifrequencysignalling
basiccallhandling-technicalrealization
multiplesubscriberprofile（msp）:
stage2
UERadiotransmissionandreception（FDD）
UTRA（BS）FDD;
Radiotransmissionandreception
Requirementsforsupportofradioresourcemanagement（FDD）
Physicallayer-GeneralDescription
Physicalchannelsandmappingoftransportchannelsontophysicalchannels（FDD）
Multiplexingandchannelcoding（FDD）
Spreadingandmodulation（FDD）
Physicallayerprocedures（FDD）
Physicallayer;
Measurements（FDD）
RadioInterfaceProtocolArchitecture
Servicesprovidedbythephysicallayer
UEfunctionsandinter-layerproceduresinconnectedmode
UEProceduresinIdleModeandProceduresforCellReselectioninConnectedMode
UERadioAccesscapabilitiesdefinition
RequirementsonUEsupportingarelease-independentfrequencyband
PhysicallayeritemsnotforinclusioninRelease99
RadioInterfaceforBroadcast/MulticastServices
RFsystemscenarios
Channelcodingandmultiplexingexamples
AMRspeechCodec;
Generaldescription
C-sourcecode
Testsequences
TranscodingFunctions
Errorconcealmentoflostframes
comfortnoiseforAMRSpeechTrafficChannels
SourceControlledRateoperation
AMRSpeechCodec;
VoiceActivityDetectorforAMRSpeechTrafficChannels
FrameStructure
InterfacetoIuandUu
Codeclists
FloatingpointC-Code
EchoControlForSpeechandMulti-MediaServices
GeneralonTerminalAdaptationFunctions（TAF）forMobileStations（MS）
ATcommandsetfor3Guserequipment
GPRSmobilestationsupportingGPRS
terminalequipmenttouserequipmentmultiplexerprotocoluserequipment
CommonTestEnvironmentsforUserEquipment（UE）ConformanceTesting
LogicalTestInterface（TDDandFDD）
TerminalConformanceSpecification,RadioTransmissionandReception（FDD）
UEConformanceSpecification,Part1–Conformancespecification
UEConformanceSpecification,Part2–ICS
UEConformanceSpecification,Part3–AbstractTestsuites
Electromagneticcompatibility（EMC）requirementsforMobileterminalsandancillaryequipment
技术方案
SOC设计
本项目对于SOC平台的主要研究重点放在对设计流程、软硬件协同设计方法、可测试性设计方法以及低功耗设计方法的研究与探索。
SOC设计流程：
SoC设计是一个非常复杂的工艺流程。
本项目是针对无线通信的SoC设计，所以在设计的过程中会涉及通信、计算机和微电子等相关学科。
在每个学科中都有不同的研究对象和研究方法。
如果在设计中使用一个单一的、跨学科的仿真验证平台是不现实的。
我们将使用分析的方法，将SOC设计分解成以下不同的步骤，根据每个步骤中的不同的研究对象采用不同的研究方法和实现工具，对每一个步骤的成果进行科学审慎的验证和评估，最终实现WCDMA多摸终端的SOC设计。
具体的设计步骤包括系统需求分析、算法开发、系统分析、系统划分、软硬件协同设计、系统集成、物理综合、后端物理设计和流片等，下图是整个设计流程的示意图。
星河亮点公司与WTI研究室在WCDMA多模终端SOC的研发方面已经具备一定的积累，已经基本完成了设计流程中前两个步骤的工作，目前正在积极进行第三步的系统分析工作。
图1SOC设计流程
第一步，系统需求
首先，根据863项目的需求，确定具体的设计内容、支持的功能和协议的版本以及研发工作的进度安排。
第二步：
算法开发：
在对GSM、GPRS和WCDMA的相关协议和行业规范进行深入细致地研究之后，使用链路级仿真工具对WCDMA多模终端的算法进行功能仿真、性能的浮点仿真和定点仿真。
第三步：
系统结构设计：
根据项目要求，对系统进行分析，确定系统的功能和结构，划分功能模块及定义各个模块间的接口，确定芯片内部的总线结构、系统平台、并进行系统整体性能的分析等等。
同时要画出系统框图，框图由各个功能模块组成。
根据系统框图及可供选择的IP库，针对开发的时间要求、性能、规模、成本和功耗等不同方面的系统设计目标来评估IP核并考虑IP核的品质、集成的方便程度和可重用性以及IP核的支持性因素等等，确定相应的IP核，得到系统的结构说明。
采用系统级设计语言对整个系统进行建模、模拟仿真、系统功能验证。
得到一个可执行的系统级功能说明，构成整个SoC的虚拟平台。
·
系统分析
划分功能模块
IP块选择与评估
用系统级设计语言描述各个功能模块的算法
将各个功能模块连成一个系统
系统验证：
建立一个测试平台（TestBench）。
测试平台也由各个功能模块组成。
测试平台产生模拟实际系统工作的激励信号和工作环境，并监测测试结果。
测试平台和系统连在一起就构成了一个仿真系统，可以验证各个模块的相互关系和系统的整体性能。
第四步，系统划分：
根据系统的结构说明，对系统进行软硬件划分，确定相应的软硬件接口定义。
把系统的功能说明划分为两部分：
一部分用硬件来实现，一部分用软件来实现。
第五步，模块设计及验证：
对划分后的软硬件进行描述。
同时进行验证和性能评估。
其结果是得到系统的硬件体系结构和软件结构，这一步与前一步存在一个迭代的过程。
模块重用：
由IP实现的功能模块要进行IP硬化、IP建模、验证、集成。
SoC中使用的某些IP可以从IP供应商处获得，包括用于仿真验证的IP和可实现的IP。
模块创建：
对于划分为软件实现的功能模块，将系统级设计语言转换为微处理器或DSP可执行的汇编语言。
将系统级设计语言转换成汇编语言的过程可以是手动编写，也可以由编译器自动完成。
具体采用的方式由编译器的效率决定。
对于划分为硬件实现的功能模块，则按照已定义号的接口和功能使用HDL语言完成模块级的RTL或行为级代码。
模块验证：
软件模块可以在已经建立好的“虚拟”平台上进行验证。
传统的软硬件联合验证需要在硬件RTL代码完成之后进行联合仿真，但这种方法不适合于SoC中大规模的软件验证。
由于前述的“虚拟”平台建立在更高的抽象层次上，可以较充分的完成SoC软硬件联合验证。
硬件模型也要进行优化和验证。
优化的目的是为了提高电路结构的性能。
验证是通过仿真实现的，为了仿真，就要建立测试平台（TestBench），用HDL语言及专门的测试平台生成语言和工具描述该测试平台，从而产生激励信号，对硬件模块进行仿真。
在模块验证过程中要进行代码覆盖和功能覆盖的测试。
传统的硬件仿真是通过检查输出的信号波形或信号信息文件完成的，在SoC设计中，为了更有效的完成验证过程，可以采用包括基于断言的仿真验证（Assertionbasedverification）方法。
硬件模块创建与验证的具体步骤：
RTL设计
生成RTL的测试向量
进行模块级RTL设计的测试
一般来说，测试向量的生成和电路的RTL实现可以同时进行。
这样做的好处是测试和实现人员分开，有利于提高代码的质量并加快开发的速度。
图2数字部分设计流程
第六步，系统集成：
经过模块级的设计和验证，可以认为各模块都基本满足了设计的要求，此时可以将各个模块组装在一起，确定模块之间的配合协调一致，并对系统进行测试和验证工作。
在系统集成的阶段可以将模拟电路以及系统软件加在整个系统中进行联合仿真，以确定系统的性能。
此时要使用模拟电路
升级会员 