基于DSP處理器的UMTS Turbo MAP 解碼器

　　2 LLR的實現

　　對于UMTS Turbo解碼器，MAP算法的LLR可由式（1），式（2）和式（3）計算得到。式（2）和式（3）分別說明了通過α、γ和β來計算位“1”和位“0”的APP值的關系。這些MAP LLR的關系如圖5(a)和圖5(b)所示。

　　圖5(a) 位“1”的 MAP關系，(b)位“0”的MAP關系

　　對于兩個相同的輸入和輸出，位“1”和位“0”的MAP關系并不相似（極少情況下狀態被交換），而這類不對稱流程使我們無法利用Blackfin中計算單元和加載/存儲單元的最大帶寬。例如，圖5（a）和圖5（b）中標示的部分，我們考慮與式（2）和式（3）的前兩項相對應的頂端蝶形運算。

　　圖6 在Blackfin ALU上的LLR計算

　　由于Blackfin只需要三個周期就能完成四個16位加法和兩個16位求最大值操作，要平衡加載/存儲（DAG）單元的帶寬和計算單元，只能用三個周期來加載數據。假設三個寄存器在三個周期中分別加載了α0|α0, α1|α1和 β4|β0，如圖6所示。那么通過16位加法操作，我們可以在兩個周期中計算出α0+β4|α0+β0和α1+β4|α1+β0。但是，MAX 操作要求仿照式（3）從反方向由α1+β0|α1+β4求得輸出的第二項。Blackfin的16位加法指令所支持的交叉選項（CO）選項可用來換回加法的中間輸出，如圖6所示。如果沒有交叉選項（CO），我們將耗費四個周期來計算四次加法，而不是兩個。采用（CO）選項換回之后，執行最大向量操作（一個周期）即可得到兩個Log-Max 輸出。這一部分程序代碼如圖7所示。有了（CO）選項，就可以在18個Blackfin指令周期內計算某一級上的LLR值。

　　圖7 利用BF5xx處理器交叉選項（CO）的LLR高效實現

　　總結

　　本文介紹了在ADI BF5xx處理器上Turbo MAP解碼器的高效實現，詳細說明了基于窗口的存儲空間降低方法，并利用16位加/減和16位求最大值向量指令以及交叉選項（CO），高效地在Blackfin嵌入式處理器上實現了Turbo MAP解碼。該方法耗費大約36個BF5xx周期，即可計算得到一個LLR輸出。同時，利用約50kB的BF5xx存儲空間，完成了UMTS Turbo MAP解碼算法的數據和程序存儲。