就在启明芯的两大“现金牛”业务——mp3和dVd芯片——在全球和中国市场高歌猛进,为公司带来源源不断的利润和声望之时,位于香港总部研发中心那个最为神秘、安保级别最高的“火种实验室”(Kindling Lab)内,一场关乎公司未来十年甚至二十年命运的技术攻坚战,也悄然迎来了里程碑式的突破。
高志明,这位曾经在贝尔实验室和摩托罗拉指点江山的无线通信技术大牛,此刻正站在一块布满了各种射频连接器、FpGA芯片和高速示波器探针的巨大测试平台前,脸上带着难以抑制的激动和疲惫。他身边围着几位同样双眼布满血丝、但眼神中却闪烁着兴奋光芒的“火种”团队核心成员。
经过了两年多近乎与世隔绝的、不计成本的投入和艰苦攻关,在林轩那如同“开了天眼”般精准的方向指引和关键技术点拨下,这支肩负着启明芯移动通信梦想的“特种部队”,终于在某一个核心技术领域,取得了决定性的突破!
这个突破,并非是完整的手机基带芯片的诞生(那还需要更多时间和资源的整合),而是成功设计、流片并验证了一款高性能、低功耗、可重构的wcdmA(宽带码分多址,即欧洲主导的3G标准)物理层关键算法硬件加速器Ip核!
具体来说,这个Ip核(内部代号可能叫“祝融”,取火神之意)主要实现了以下几个关键功能:
高效turbo编译码器: turbo码是3Gpp R99\/R4标准中用于信道编码的核心技术之一,其性能直接关系到数据传输的可靠性和频谱效率。高志明的团队在林轩提示的“Log-mAp”和“max-Log-mAp”算法优化思路上,设计出了一种并行度极高、运算复杂度显着降低的硬件实现方案。在FpGA平台上的初步验证结果显示,其译码吞吐量和误码率性能,均达到了当时世界顶尖水平,甚至在某些指标上超越了高通(qualm)对外公布的一些早期数据!
高性能搜索器(Searcher)与RAKE接收机: wcdmA采用的是直接序列扩频技术,接收机需要能够快速、准确地搜索并锁定来自基站的导频信号,并在复杂的多径衰落信道环境中,将来自不同路径的信号能量进行合并(RAKE接收)。这需要极其强大的信号处理能力。团队设计了一种基于“大规模并行相关器阵列”和“智能路径选择与合并”算法的硬件加速器,其多径搜索速度和抗干扰能力表现优异。
灵活可重构架构: 更重要的是,这个Ip核并非完全固化的硬件逻辑,而是采用了一种“可重构计算”(Reconfigurable puting)的架构思想(这在当时是非常前沿的概念)。其内部包含了大量的可编程逻辑单元和可配置的数据通路,可以通过加载不同的微码(microcode)来适应未来3Gpp标准的演进(如hSdpA高速下行分组接入),甚至可能在一定程度上兼容其他通信标准(如cdmA2000的部分物理层特性)。这种灵活性,将大大延长该Ip核的技术生命周期,并为启明芯未来开发多模芯片奠定基础。
为了验证这个Ip核的真实性能,团队不仅在最先进的FpGA开发板(可能是xilinx Virtex系列的早期产品)上进行了全面的功能和性能仿真,更冒险地(在林轩的力主和赵晴鸢批准的专项预算支持下)采用了一次mpw(多项目晶圆)的机会,将其中的关键算法模块(如turbo译码器核心)用台积电的0.25微米工艺进行了小规模的硅片验证(Silicon proven)!
当硅片返回,并在测试实验室里成功点亮,各项性能指标均达到甚至超过仿真预期时,整个“火种”团队都沸腾了!这意味着,他们的设计思路和实现能力,得到了最权威、最无可辩驳的证明!
高志明立刻向林轩做了详细汇报。林轩在仔细审阅了所有的测试数据和验证报告后,脸上露出了极其满意的笑容。
“老高!干得太漂亮了!”林轩用力拍了拍高志明的肩膀,由衷地赞叹道,“这个wcdmA物理层加速器Ip核的成功,意义极其重大!它不仅仅是一个技术突破,更是我们启明芯正式吹响进军移动通信核心芯片领域号角的‘第一声炮响’!”
他知道,拥有了这样一颗经过硅验证的、性能领先的、并且具备一定可重构性的核心Ip,启明芯在未来设计完整的2.5G\/3G手机基带Soc时,将拥有巨大的技术优势和时间优势。这等于是在与高通、tI、英飞凌等未来移动芯片巨头的赛跑中,提前抢占了一个极其有利的身位!
“下一步,”林轩的目光变得深邃而充满期待,“我需要你们立刻开始进行完整的手机基带Soc的系统架构设计!将我们预研的ARm应用处理器核(可能是ARm9系列)、dSp协处理器、这个wcdmA物理层加速器Ip、以及我们正在攻关的2.5G(GpRS\/EdGE)基带处理模块、还有我们收购的以色列团队的接口Ip等等,全部整合起来!目标是——在未来一年半到两年内,拿出启明芯的第一颗多模(2.5G\/3G)手机核心芯片的工程样品!”
这个目标,再次让高志明和他的团队感到了巨大的压力,但也同时点燃了他们内心更强烈的火焰!他们知道,自己正在参与的,是一项足以改变全球通信格局的伟大事业!
启明芯的移动“火种”,在秘密的实验室里,终于迸发出了第一颗耀眼的火花!这颗火花虽然尚显微弱,但它所蕴含的能量和潜力,却足以在未来点燃一片燎原之火,将启明芯推向一个前所未有的、更加辉煌的移动时代!