[发明专利]综合化通信系统多核处理器可重构体系结构

说明书

技术领域

本发明涉及一种通信领域基于多核处理器的多通信波形运行的可重构系统。

背景技术

早期的通信系统，例如机载通信终端、舰载通信终端、可携带移动电台等，多为一个独立设备端机，仅能够实现一般的话音通信或简单数据传输等单一业务功能，满足最基本通信需求。由于通信系统集成发展的要求，现在的通信系统需要嵌入到整机系统中，并且需要融合更多的业务功能，如图像传输等，从而成为综合化通信系统。

随着现代通信系统的发展，单一的独立端机通信信号处理方法已经不能满足复杂环境下的通信需求。如用于航海的船舶自动识别系统AIS(AutomaticIdentificationSystem)、用于着陆引导的仪表着落系统ILS(InstrumentLandingSystem)、用于识别询问应答/二次监视IFF(IdentificationFriendorFoe)/SSR(SecondarySurveillance)、用于空中导航的空中导航系统TACAN(TacticalAirNavigation)以及各种频段、环境和功能要求下所使用的不同通信方法，这通信系统功能和方法都需要收发信机进行联络或数据交互，且采用了不同的通信信号处理方法，因此这些系统功能或方法中所具有的通信信号处理部分均可综合到综合化通信系统中，以扩展综合化通信系统的能力，满足各种需求，从而逐渐成为现代通信系统设计和发展的一种思路。

传统的航空电子综合化系统(IAS)中,通信子网的自治性很差,其管理控制是由应用宿主机来进行的,最终成了限制IAS性能的瓶颈。由于不同的通信处理方法所得到的射频波形不同，因此在通信领域，通信波形也代指了特定的通信处理方法。随着综合化通信系统所集成的通信波形的增多，导致综合化通信系统逐渐变得越来越复杂，越来越庞大，这使得现代的通信设备难以做到小型化、低功耗。越来越多的应用需要可靠性更高性能更好的微内核操作系统以及硬件环境支持。同时，单核处理器的功率消耗大、电路复杂等问题已经日益突出，使单核处理器性能提高的空间到了极限，所以具有并行处理能力的多核处理器取代单核处理器成为嵌入式微内核操作系统最佳选择平台。但是现有的支持异构多核的微内核操作系统性能并不高，而通信机制是影响其性能的关键因素。随着处理器技术的逐步成熟和发展，多核处理器已经逐渐取代单核成为市场主流，多核处理器系统（MPSoC）已成为未来嵌入式领域发展的趋势。

多核处理器在各个领域中的应用逐渐扩大，多核处理器在通信领域的常规使用方式是在一个处理器上只部署一种通信波形，处理器的每个子核上部署该波形的不同组成部分，达到多子处理器核心并行处理的效果，提高处理速度处理能力。此种使用方式的优点是提高了通信波形的处理速度，但是当单个芯片上集成数以百计的IP核时，传统的总线在设计上遇到了全局时钟难以同步、地址空间有限、无法支持多节点并行通行等问题，并且由于一个处理器上只能同一时间部署一种波形，对于多波形综合化系统，如果要部署多种波形，则需要扩展硬件板卡，这样增加了成本、重量、功耗。除此之外，以FPGA为主的动态重构技术将处理器和可重构硬件组合在一起实现动态重构处理器系统，思想是利用处理器的灵活性，使系统对大多数应用都具有较高的性能；利用重构的专用硬件计算电路，提高系统的专用性，这种重构系统的缺点是系统过于复杂开发难度大，重构部分之间存在很大关联性，同一FPGA芯片上重构多种波形，波形间易于相互产生不利的影响。

发明内容

本发明的目的针对现有技术存在的不足之处，提供一种能够降低综合化通信系统功耗、复杂度和体积，并能提高综合化通信系统系统稳定性，易于扩展的综合化通信系统多核处理器可重构体系结构，以解决综合化通信系统大体积、高功耗、高成本的问题。