當(dāng)前業(yè)界關(guān)于DSL芯片架構(gòu)的爭論多集中在關(guān)于DSP和NPU的集成問題上，這個問題涉及到系統(tǒng)的成本、性能、通道密度、靈活性等多個考慮因素。本文分析了產(chǎn)生這個問題的技術(shù)背景，并從系統(tǒng)的功能組成、實(shí)現(xiàn)以及標(biāo)準(zhǔn)發(fā)展的角度探討集成需要考慮的主要因素。

    全球范圍內(nèi)的數(shù)字用戶線(DSL)技術(shù)部署導(dǎo)致了復(fù)雜的硅集成問題。這些問題集中在如何將數(shù)字信號處理器(DSP)調(diào)制解調(diào)器(Modem)及網(wǎng)絡(luò)處理器(NPU)芯片集成在數(shù)字用戶線接入復(fù)用器(DSLAM)設(shè)備上。迄今為止，通常還不會在同一塊芯片上集成這兩種功能，并且將這兩種功能集成在一個單獨(dú)的器件上在短期內(nèi)不大可能獲得經(jīng)濟(jì)效益。

    在當(dāng)今不斷發(fā)展的電信環(huán)境中，像IP語音及音視頻內(nèi)容等存儲器、處理器及帶寬密集型實(shí)時多媒體服務(wù)，正通過IP連接(或網(wǎng)絡(luò))傳輸。但用于多媒體內(nèi)容的標(biāo)準(zhǔn)以及以足夠服務(wù)質(zhì)量(QoS)來可靠提交這些內(nèi)容的方法目前仍處于過渡階段。

    這意味著當(dāng)即使只有一項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)改變，就必須更換掉集成了NPU及DSP的芯片---即使所改變的標(biāo)準(zhǔn)只是針對兩者之一。一種更為經(jīng)濟(jì)高效的解決方案不是考慮將DSP功能與NPU集成在同一片IC上，而是向NPU添加功能以便改善那些日益普及的業(yè)務(wù)(例如IP語音業(yè)務(wù)、IPTV及在線游戲等)的質(zhì)量及傳輸可靠性。

技術(shù)背景

    在過去幾年，曾采用兩種方法來降低DSLAM設(shè)備的成本。第一種方法是增加每塊芯片上DSL的通道數(shù)(密度)以便將更多的處理能力集中在一塊芯片上。更高的密度同時也意味著公用芯片(例如控制處理器及存儲器芯片等)的功能被分配到更多的通道上，從而降低每通道的成本。第二種節(jié)省成本的方法則是對DSP modem芯片與NPU功能進(jìn)行更多的功能性集成。

    今天典型的DSLAM設(shè)備包含兩種架構(gòu)。第一種是分布式架構(gòu)，由每塊電路板線卡上多個使用DSP芯片的DSL modem及一個NPU或通信處理器芯片組成。這種架構(gòu)允許運(yùn)營商“隨著規(guī)模的增長來投資”，因?yàn)橐粔K線卡在功能上就是一個獨(dú)立的DSLAM。第二種是集中式架構(gòu)，它在一個公共線卡上采用一個高性能NPU，該線卡使用一個簡單的背板接口器件來連接多個DSL線卡。

    DSL線卡現(xiàn)在越來越靠近用戶，因?yàn)镈SL的線路速率隨著距離的縮短而增加，故分布式架構(gòu)長期來說具有可維持的成本優(yōu)勢。這是因?yàn)槊芏容^小的DSLAM可在一個電路板上實(shí)現(xiàn)，從而可安裝在一個小型的、類似比薩餅包裝盒的機(jī)箱或小型機(jī)架上。而集中式架構(gòu)則需要一個機(jī)架、一塊公共線卡以及一塊DSL modem卡。當(dāng)然，更多的設(shè)備意味著更高的成本。

    DSLAM制造商正在用基本的處理能力來增強(qiáng)其DSL modem DSP，以使其區(qū)別于那些不具備這些功能的競爭產(chǎn)品。例如，他們正在將分段及重組(SAR)功能與流量管理和NPU功能集成在DSP芯片上。

圖1：利用在兩條分離的網(wǎng)絡(luò)路徑
傳輸數(shù)據(jù)的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。

    這種趨勢引發(fā)了一些重要的經(jīng)濟(jì)與性能問題。首先，這種將DSL modem與NPU合并在一起的產(chǎn)品實(shí)際上會減少通道密度并增加DSLAM的成本，因?yàn)榇鎯ζ餍酒跋嚓P(guān)軟件將被要求與每塊單獨(dú)的DSP工作，而不是在所有調(diào)制解調(diào)器DSP間共享其功能。其結(jié)果是，與NPU仍單獨(dú)位于線卡上的情況相比，這種方法需要更多的存儲器芯片來支持DSP DSL modem與NPU功能的組合，更多的芯片則意味著更高的成本。

    許多DSLAM都需要處理異步傳輸模式(ATM)上的可編程及基于IP的處理功能。將SAR與NPU功能集成在DSL modem DSP上并不一定意味著將處理這些功能。額外的處理能力要求很可能將存儲器芯片與軟件資源攤薄，從而降低通道密度。故仍需要有一個單獨(dú)的且具有更多功能(例如精細(xì)流量管理及靈活協(xié)議處理等)的全功能NPU。

標(biāo)準(zhǔn)發(fā)展問題

    增加DSP/MPU集成復(fù)雜性的另一個問題是，在新興多媒體密集型網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中，內(nèi)容及內(nèi)容發(fā)送的標(biāo)準(zhǔn)仍在不斷發(fā)展。通過保持這兩種功能分離，設(shè)計(jì)者不必只因?yàn)楸仨殞PU或DSP中的一些功能升級以滿足媒體內(nèi)容或媒體發(fā)送的當(dāng)前要求而重新設(shè)計(jì)芯片。這種情況又意味著可降低系統(tǒng)開發(fā)成本。

    就媒體內(nèi)容而言，全球的電信公司都在準(zhǔn)備通過接入用戶的電纜或DSL在有線互聯(lián)網(wǎng)骨干網(wǎng)上推出付費(fèi)視頻服務(wù)，而且他們正在內(nèi)部使用有線和無線網(wǎng)絡(luò)來訪問或發(fā)送媒體內(nèi)容。電纜/DSL接入及無線網(wǎng)絡(luò)等，都要求在家用調(diào)制解調(diào)器、服務(wù)器及網(wǎng)關(guān)中采用高級壓縮技術(shù)及高性能媒體DSP引擎。

    將這種趨勢推向更能盈利的媒體服務(wù)是從MPEG-2及MPEG-4過渡到新興、可提供兩倍以上壓縮效率并基于DSP的視頻編碼：VC-1—基于微軟Windows Media Video 9(WMV9)的SMP