СнК передачи данных:

ATL186-OFDM

СнК передачи данных

BOOT

ROM

RAM

512K

Clock

manag. unit

WDTU TCU UART SPI GPIO ETHERNET

10/100/1000

Криптоблок

AES ГОСТ

28147

DSP

модуль

Intel 80186

ядро

BIU DMA ICU

DMA_RQ

INT_RQ

PCB

Interprocessor

Communication

Системная шина

OFDM модем

СЕТЕВОЙ ПРОЦЕССОР

Сетевой процессор

Состав процессора • Ядро : полный аналог I80186

• Контроллер прямого доступа к памяти -16 каналов

• Контроллер прерываний – 36 полностью вложенных запросов прерываний с системой приоритетов

• Арифметический сопроцессор - (MAC-команды)

• Блок криптообработки данных

Почему I80186? Преимущества

• известная широко распространенная архитектура;

• большой объем доступных средств разработки программного обеспечения

• большой объем доступного открытого ПО

• компактность кода (до 1.5 раз меньше, чем у известных RISC процессоров).

Особенности реализации

• Полностью статический дизайн

• Рабочие частоты – от 0 и до 500 МГц

• Превосходит по производительности оригинал в 6 – 8 раз в пересчете на 1 такт (в основном 1 такт на команду регистр-регистр).

DMA

Channel0Channel1

Arbiter

Channel0Channel1

Arbiter

Module A

arbiter

Module B

arbiter

Channel0Channel1

Arbiter

Channel0Channel1

Arbiter

Module A

arbiter

Module B

s

c

u

t

x

i

0

s

c

u

t

x

i

1

s

c

u

r

x

i

0

s

c

u

r

x

i

1

e

t

h

d

r

q

r

e

t

h

d

r

q

t

s

p

i

i

n

t

r

1

s

p

i

i

n

t

r

2

t

m

i

2

t

m

i

2

t

m

i

2

t

m

i

2

t

m

i

2

t

m

i

2

t

m

i

2

t

m

i

2

Channel0Channel1

Arbiter

Channel0Channel1

Arbiter

Module A

arbiter

Module B

arbiter

Channel0Channel1

Arbiter

Channel0Channel1

Arbiter

Module A

arbiter

Module B

Arbiter

DMA

request

t

m

i

2

t

m

i

2

t

m

i

2

t

m

i

2

t

m

i

2

t

m

i

2

t

m

i

2

t

m

i

2

d

s

p

a

r

e

q

d

s

p

b

r

e

q

d

s

p

r

r

e

q

r

e

s

e

r

v

e

d

g

o

s

t

i

n

r

q

g

o

s

t

o

u

t

r

q

r

e

s

e

r

v

e

d

r

e

s

e

r

v

e

d

Unit BUnit A

Unit AUnit B

SuperUnit B SuperUnit A

DMA: особенности • 16 каналов, 32 запроса

• для каждого устройства отдельный запрос.

• Типы пересылок: память - память

память - внешнее устройство

внешнее устройство - внешнее устройство

• Любая пересылка за 2 такта

• Генерация запроса прерываний по окончанию пакета

• Специальный канал для порта Ethernet с возможностью автоматического рестарта пакета

Контроллер прерываний

INT

I8259A

MASTERIR0

IR2

IR1

IR3

IR4

IR5

IR6

IR7

IR0

IR2

IR1

IR3

IR4

IR5

IR6

IR7

IR0

IR2

IR1

IR3

IR4

IR5

IR6

IR7

IR0

IR2

IR1

IR3

IR4

IR5

IR6

IR7

Ethernet receive interrupt

Ethernet transmit interrupt

EthIRL

SPIIRLSPII0

SPII1

INT

INT

INT

INT

I8259A

SLAVE0

I8259A

SLAVE1

I8259A

SLAVE2

I8259A

SLAVE3

RESERVED

RESERVED

RESERVED

RESERVED

EXT_IRQ0

EXT_IRQ1

EXT_IRQ2

EXT_IRQ3

IR0

IR2

IR1

IR3

IR4

IR5

IR6

IR7

TMI2

TMI1

TMI0TIMIRL

GOSTIGOSTIRL

RXI0

TXI0

RXI1

TXI1

SCUIRL

DMAI3

DMAI2

DMAI1

DMAI0

DMAI7

DMAI6

DMAI5

DMAI4

DMAI15

DMAI14

DMAI13

DMAI12

DMAI11

DMAI10

DMAI9

DMAI8

DMAIRL

Арифметический сопроцессор Команды

• умножение

• возведение в квадрат

• умножение с суммированием

• умножение с вычитанием

Применение

• алгоритмы цифровой обработки данных: голосовой кодек и др.

• Особенности

• одна операция за такт

Криптомодуль Стандарты

• ГОСТ 28147-89

• AES (FIPS-197)

Особенности

• Зашифрование/расшифрование за 64 такта (ГОСТ)

• Зашифрование/расшифрование за 12,14,16 тактов (AES)

• Полное самотестирование

• Пропускная способность = (0,8 * Fтакт [МГц] ) Мбит/с

Применение процессора ATL186

• беспроводные маршрутизаторы

• системы на кристалле общего назначения

• специализированные контроллеры (в том числе радиоконтроллеры),

• блоки местного управления в мощных системах на кристалле

OFDM-модем

Почему OFDM ? Преимущества OFDM

1. Устойчивость к многолучевости

2. Устойчивость к узкополосной помехе

3. Оптимальный учёт ЧХ тракта при декодировании

4. Снижение требований к точности синхронизации

Стандарты с OFDM

1. LTE

2. WiMAX (802.16)

3. WiFi (802.11)

4. UWB

5. DVB-T

6. VDSL

4G

OFDM-модем в общей схеме станции

OFDM-модулятор

OFDM-демодулятор

Характеристики ATL186-OFDM

Максимальная полоса: 20 МГц 40 МГц Потребление: 3 Вт 0,5 Вт Частота ядра: 100 МГц 500 МГц Макс. скорость передачи: 70 Мбит/с 140 Мбит/с Ethernet 10/100 10/100/1000 Габариты: 400 мм2 12 мм2

(кристалл)

FPGA-реализация ASIC (65 нм)

Модуляция: BPSK, QPSK, QAM-16, QAM-64 Кодирование: Conv + Reed Solomon, R=1/2…3/4 База БПФ: 256 Работа в движении: более 100 км/ч

Спасибо за внимание