概述

本文主要描述如何應(yīng)用Xilinx的SD-FEC集成塊硬核資源，進(jìn)行5G-NR 通信系統(tǒng)PDSCH和PUSCH信道編解碼開(kāi)發(fā)。主要從SD-FEC集成塊硬核特性、配置流程和注意事項(xiàng)等進(jìn)行說(shuō)明。由于在實(shí)際項(xiàng)目開(kāi)發(fā)過(guò)程中，涉及大量技術(shù)細(xì)節(jié)，在此文中將不展開(kāi)詳細(xì)討論。

如何獲取SD-FEC集成塊硬核IP資料?

當(dāng)你在學(xué)習(xí)或工作中，可能會(huì)使用Xilinx公司的Zynq UltraScale+ RFSoC系列芯片進(jìn)行項(xiàng)目開(kāi)發(fā)，在某些芯片型號(hào)中，自身帶有SD-FEC硬核資源，具體查詢方式，可在Xilinx官方網(wǎng)站檢索DS889手冊(cè)。

SD-FEC集成塊硬核資料可在Xilinx網(wǎng)站下載，PG256便是該IP產(chǎn)品手冊(cè)，如下圖中所示。

也許細(xì)心的你，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了上圖中的論壇問(wèn)答，有我本人的問(wèn)答記錄。這也將載入SD-FEC硬核應(yīng)用史冊(cè)，方便全球的5G工程師從中學(xué)得一些經(jīng)驗(yàn)?；谶@樣的目的，我將這些零碎的心得體會(huì)，發(fā)布在我個(gè)人微信公眾號(hào)上。

當(dāng)我們從網(wǎng)站下載了IP手冊(cè)后，需要結(jié)合實(shí)際需要進(jìn)行閱讀，并嘗試進(jìn)行開(kāi)發(fā)。

眾所周知，5G與4G的一大不同，就是信道編解碼技術(shù)完全不同，以及可配置的子載波間隔有了更多選項(xiàng)，帶寬得到大幅度提高，同時(shí)考慮應(yīng)用到更多新型場(chǎng)景。

在進(jìn)行開(kāi)發(fā)時(shí)，雖然SD-FEC硬核已經(jīng)集成到芯片中，但依然需要對(duì)應(yīng)的IP license。這一點(diǎn)，也可通過(guò)在Xilinx官方網(wǎng)站申請(qǐng)獲取。申請(qǐng)需要用戶注冊(cè)，如果您已購(gòu)買相關(guān)的license，或者通過(guò)申請(qǐng)獲取，需要注意將本地PC主機(jī)的MAC地址修改與IP license一致，校驗(yàn)通過(guò)方可使用。

SD-FEC IP 介紹

當(dāng)你下載獲得該IP的產(chǎn)品手冊(cè)后，便可進(jìn)行閱讀，獲取相關(guān)信息，進(jìn)行相應(yīng)的開(kāi)發(fā)了。

事實(shí)上，當(dāng)你第一次使用時(shí)，有一種懵懵噠的感覺(jué)，因?yàn)槟悴恢?，怎樣在短時(shí)間內(nèi)很好的用起來(lái)。

Xilinx的PG256產(chǎn)品手冊(cè)提供中英文版，看英文比較費(fèi)力的朋友(不過(guò)筆者相信，作為《科學(xué)文化人》的讀者，英文功底肯定不錯(cuò))，可以嘗試去讀中文版，或者中英結(jié)合。

下面，重點(diǎn)針對(duì)IP的特性、應(yīng)用等進(jìn)行簡(jiǎn)單的說(shuō)明。

上圖中，包含了非常豐富的信息，當(dāng)然你也可能說(shuō)，每一個(gè)字我都認(rèn)識(shí)，但是連起來(lái)我卻一無(wú)所知。如果想深入了解，不妨在夜深人靜的時(shí)候，找筆者交流一下學(xué)習(xí)心得。

看到這些特性，實(shí)質(zhì)上你應(yīng)該知道，該IP支撐支持LTE中的Turbo解碼以及5G-NR中的LDPC編解碼，當(dāng)然還有更多應(yīng)用。

本文比較關(guān)心LDPC編解碼，因此，其余的配置和使用不在討論之列。

我選取了關(guān)于LDPC編解碼部分，貼出來(lái)，與大家一起討論。

如果你想看懂上圖中的敘述，建議先看看手冊(cè)，以及5G-NR標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)報(bào)告，了解LDPC碼在5G標(biāo)準(zhǔn)中的應(yīng)用情況。

字越少，事越大，并且也重要。

這里面涉及到端口的具體使用，因此，還是建議仔細(xì)看文檔。

整個(gè)SD-FEC硬核的架構(gòu)如下圖所示。

上圖中，包含的信息也是極為豐富，如果你用FPGA實(shí)現(xiàn)了該IP，我想年薪百萬(wàn)不是夢(mèng)。

上圖中給出了IP 的接口和數(shù)據(jù)流向，整個(gè)硬核的框架，十分清晰。重點(diǎn)在于這副牌在你手里，怎么去打。

如何應(yīng)用SD-FEC進(jìn)行LDPC編解碼開(kāi)發(fā)

當(dāng)你拿到手冊(cè)后，讀完一遍，長(zhǎng)舒一口氣，說(shuō)簡(jiǎn)單也簡(jiǎn)單，說(shuō)不簡(jiǎn)單，也不簡(jiǎn)單。

在此，我只提醒兩點(diǎn)，敲黑板：

只需要注意這兩點(diǎn)，足夠解決大部分問(wèn)題，其他當(dāng)然也很重要，限于篇幅，此處省略5千字。

接下來(lái)，我們打開(kāi)Vivado設(shè)計(jì)環(huán)境，把SD-FEC調(diào)出來(lái)，看看是不是足夠英俊瀟灑。

建立一個(gè)新工程，選擇RFSOC系列器件的芯片，在IP目錄里找到Soft-Decision FEC。

接下來(lái)，你可以按照手冊(cè)中的說(shuō)明，一步步往下配置。比如，選擇5G標(biāo)準(zhǔn)，LDPC Decode模式。

配置接口，這里我用Initialized，具體差異，自行體會(huì)。配置通道數(shù)，根據(jù)自己的喜好，蘿卜青菜，各有所愛(ài)。

接下來(lái)，默認(rèn)，不想去設(shè)置它。

接下來(lái)，是最后一項(xiàng)，假如你想使用例程進(jìn)行開(kāi)發(fā)，就勾選帶處理器。如果你覺(jué)得例程不好用，想自己實(shí)戰(zhàn)一次，施展自己的才華，那么就不勾選例程，自己動(dòng)手，豐衣足食。

一頓猛操作后，我們把IP實(shí)例文件拷貝到工程中，接下來(lái)，就任由你發(fā)揮了。

當(dāng)你幸幸苦苦寫完代碼，進(jìn)行仿真驗(yàn)證，并且解決掉無(wú)數(shù)個(gè)bug后，你終于露出了甜美的笑容。

于是，你迫不及待地想上板調(diào)試，證明自己是一個(gè)王者，而不是青銅。

這里還是提醒一下，這個(gè)硬核的物理位置約束。如果你只是用了一個(gè)或兩個(gè)硬核資源做LDPC編解碼，Vivado會(huì)自動(dòng)去布局，一般情況下，也能得到較好的時(shí)序效果。

但是，最怕的就是但是這一轉(zhuǎn)折性語(yǔ)句。但是，Xilinx說(shuō)了，如下總結(jié)。

具體位置怎么約束呢?Xilinx給出了一張表。

于是，你照著做了，跑出了完美的bit，就等上板見(jiàn)證奇跡的時(shí)刻。

是不是很簡(jiǎn)單，看到這里，你覺(jué)得不過(guò)如此嘛，值得你打這么多字，熬那么深的夜?

人窮怪屋基，人笨怪自己。

這里，在多說(shuō)幾句，關(guān)于CTRL和status端口。

對(duì)于LDPC解碼，其CTRL如下：

對(duì)于LDPC編碼，其CTRL如下：

端口用的好，可節(jié)約開(kāi)發(fā)難度和開(kāi)發(fā)周期。

對(duì)于status端口，作為輸出端，還是有必要關(guān)注一下。

也許你會(huì)問(wèn)：這端口描述在手冊(cè)里有，你還啰嗦什么呢?

筆者擔(dān)心你沒(méi)看明白啊，萬(wàn)一沒(méi)用好，你還得來(lái)找筆者交流，那我可要收費(fèi)了。

俗話說(shuō)，幫忙修改一行代碼，10元;技術(shù)指導(dǎo)，一次50元。

知識(shí)有時(shí)候挺廉價(jià)的，有時(shí)候卻也是救命的。

最終，詳細(xì)設(shè)計(jì)就靠自己了，等你調(diào)試成功了，記得來(lái)報(bào)喜。

一分耕耘，一分收獲。記得玩轉(zhuǎn)FPGA，千萬(wàn)別從入門到放棄。

今天的SD-FEC技術(shù)分享到此結(jié)束了，歡迎大家留言，說(shuō)說(shuō)你的FPGA開(kāi)發(fā)心得。

審核編輯：湯梓紅