[发明专利]包括复数短乘法器和独立的矢量加载单元的具有集群式SIMD微体系结构的可编程数字信号处理器

说明书

技术领域

本发明涉及数字信号处理器，更具体地说，涉及可编程数字信号处理器微体系结构。

背景技术

在很短的时期内，无线设备特别移动电话的使用显著地增加。无线设备的这种世界范围的增长导致大量新兴无线电标准和无线产品的汇聚。反过来这也引起人们对软件定义无线电(SDR，Software DefinedRadio)的不断增加的兴趣。

如SDR论坛所述，SDR是能够实现用于无线网络和用户终端的可重构系统结构的硬件和软件技术的汇集。对于建立可以利用软件升级来增强的多模式、多频带、多功能无线设备的问题，SDR提供有效的和相对廉价的解决方案。因而，SDR可以被认为可在无线工业内的宽范围领域应用的使能技术。

许多无线通信设备使用包括一个或多个数字信号处理器(DSP)的无线电收发机。无线电中使用的一类DSP是基带处理器(BBP)，基带处理器可以处理与接收无线电信号的处理和准备发射信号相关的许多信号处理功能。例如，BBP可以提供调制和解调，以及信道编码和同步功能。

许多常规BBP由仅支持一种无线电标准专用集成电路(ASIC)器件实现。在很多情况下，ASIC BBP可以提供优异的性能。但是，ASIC解决方案可以被限于在设计片上(on-chip)硬件的无线电标准内操作。

为了提供SDR解决方案，在无线电基带处理器中可能需要增加灵活性，以满足入市时间、成本和产品寿命的要求。为了处理诸如无线局域网(LAN)、第三/第四代移动电话以及数字视频广播这些需求应用的要求，在基带处理器中可能需要大程度的并行性。

为此，已经提出了典型地基于高度复杂的、很长指令字(VLIW)和/或多处理器核心机器的各种可编程BBP(PBBP)解决方案。当与它们的ASIC配对物相比时，这些常规PBBP解决方案可能具有诸如增加管芯面积和可能限制性能的缺点。因此，最好是有一种可以支持大量不同的调制技术、带宽和机动性要求以及也可以具有可接受的面积和功耗的可编程DSP结构。

发明内容

本发明公开了包括集群式单指令多数据(SIMD)微体系结构的可编程数字信号处理器的各个实施例。在一个实施例中，数字信号处理器包括多个加速器单元、处理器核心和复数计算单元。每个所述加速器单元可以被配置来执行一个或多个专用功能。所述处理器核心包括可以被配置来执行整数指令的整数执行单元。所述复数计算单元可以包括复数运算逻辑单元执行流水线和矢量加载单元，所述复数运算逻辑单元执行流水线可以包括被配置来执行复矢量指令的一个或多个数据路径。此外，每个数据路径可以包括复数短乘加器单元，其可以被配置来将复数数据值乘以包括{0，+/-1}+{0，+/-i}的数集中的值。所述矢量加载单元可以被配置来使得每个时钟周期取出复矢量指令，以供所述复数运算逻辑单元执行流水线中的任意数据路径使用。

在一个具体实施方式中，每个复数短乘加器可以被配置来通过执行二的补码运算(two’s complement)将复数数据值乘以包括{0，+/-1}+{0，+/-i}的数集中的值而无需乘法器。

在另一具体实施方式中，所述矢量加载单元可以包括配置来存储从在先时钟周期过程中执行的取操作得到的数据的存储器。所述数据可以被所述复数运算逻辑单元执行流水线中的任意数据在后续时钟周期过程中路径使用。

还在另一具体实施方式中，所述复数计算单元可以执行单指令多数据(SIMD)指令。

附图说明

图1是包括可编程基带处理器的多模式无线通信设备的一个实施例的框图；

图2是图1的可编程基带处理器的一个实施例的框图；

图3图示了图2的处理器核心的一个实施例的指令发出流水线的视图；

图4图示了图2的处理器核心的一个实施例的更详细方面的框图；

图5是说明图2的处理器核心的集群式SIMD控制路径的一个实施例的更详细方面的视图；

图6是图4所示的复ALU的复短MAC数据路径的一个实施例的视图；

图7是图4所示的复MAC单元的示例性数据路径的一个实施例的视图。