采用LSI网络解决方案实现WCDMA RNC HSPA用户平面加速

　　相对于通常受限于单核或单线程性能的非加速方案而言，这种加速方案具有明显的优势。以前，提高HSPA峰值数据速率和增加用户(使用典型的CPU和操作系统模型，用CPU进行用户平面处理的用户)数量要求单用户处理软件在多个处理器上并行或管道化操作。这种软件工作方式不仅极其复杂、成本高昂，而且容易出错。与此不同的是，我们可利用LSIAPP650处理器来负责一些CPU工作强度最高的处理任务，从而节约50%乃至更多的CPU处理资源。而且在采用同一硬件时，高峰值数据速率与总体吞吐量将提高一倍以上。

　　APP650在用户平面处理方面的优势

　　APP650网络处理器由几个处理单元组成，其中包括模式处理器、流量管理和状态引擎等。

　　模式处理器主要负责数据包分类，其采用管线化、多线程的多处理器架构。模式处理器的每管线级能在每个时钟周期的不同上下文/线程下工作，这不同于管线中的所有指令必须属于单个上下文且只有上下文暂停(高速缓存缺失、存储器访问、分支预测错误等)时才打开管线中上下文执行的传统通用架构。在传统的单线程架构中，让执行管线保持繁忙比较困难，因为管线中的所有指令都属于单线程。在APP650架构中，如果上下文执行的函数调用时延较高，那么该函数调用在管线中的位置会被分配给其他上下文。因此，APP650多线程架构能支持零周期上下文切换功能，这在单线程的多核架构中是不能实现的。模式处理引擎可提供144个不同的上下文，能全面利用硬件资源，并避免存储器出现时延。

　　与此形成对比的是，CPU的存储器瓶颈会导致我们难以充分利用资源，而且会浪费CPU的工作周期。APP650网络处理器会为即将到达的数据包分配一个上下文，这样许多数据包能同时处理。由于我们能同时处理许多数据包，这样就能充分利用CPU资源，而且还能实现高达5.9Gb/s的数据速率。

　　在APP650架构中，机制与策略是彼此独立的。硬件负责提供机制，而软件负责提供策略。APP650架构是在硬件中执行存储器管理与数据移动，因此在牵涉到存储器的分配与释放、数据包指针的跟踪或者数据复制到不同存储器地址等方面时间，不会出现软件消耗资源的问题。APP650硬件就每个数据包调用软件来提供决策，避免了因中断处理或轮询而浪费CPU资源。APP650网络处理器还包括了预排序修改(PQM)引擎，其不仅能在数据包的不同部分中插入或删除数据，而且还可将数据包分段为许多子数据包。PQM引擎的上述特性可显著加速RLC分段/排序进程。另外，APP650网络处理器还有一个重要特性，就是硬件辅助多字段数据包分类。数据包分类可能占用很多CPU资源，但在APP650网络处理器上数据包分类非常高效。

　　APP650状态引擎提供了跟踪数据包相关状态的机制。在RLC处理中，我们用该引擎跟踪RLC连接状态。举例来说，与每个RLC连接相关的12位序列号都是状态引擎所跟踪的协议状态的一部分。

　　在APP650网络处理器中，硬件将软件作为子例程调用，就缓冲管理、流量整形/调度和数据包修改提供决策。软件运行在基于超长指令字(VLIW)架构的三个计算引擎上。缓冲管理计算引擎强制执行数据包丢弃策略并保持排序统计数据。流量整形器引擎确定每个队列的服务质量(QOS)和服务等级(COS)处理。流编辑器计算引擎执行协议数据单元(PDU)修改。APP650网络处理器的硬件辅助流量管理支持成千上万队列的确定性流量管理行为，同时还提供了一个框架，通过C编程语言子集进行流量管理算法定制。由于流量管理功能由不同引擎执行，因此分类工作负载不会影响流量管理的确定性。

　　与此形成对比的是，CPU架构要在支持数据包处理应用的同一处理器池上或在一个单独分配的内核上执行流量管理算法。这两种情况都会造成硬件资源在确定性方面利用不充分。此外，软件程序员还要负责流量管理解决方案开发的各方面工作。APP650架构通过硬件框架消除了上述各种复杂问题，软件程序员只需做出流量决策。

　　APP650架构的构建使软件开发人员不用考虑硬件多线程和并行处理的问题。因此，APP650架构所需较少的软件编程，相对于现有的CPU无线用户平面解决方案而言能大幅提高吞吐量。