當前業界關于DSL芯片架構的爭論多集中在關于DSP和NPU的集成問題上，這個問題涉及到系統的成本、性能、通道密度、靈活性等多個考慮因素。本文分析了產生這個問題的技術背景，并從系統的功能組成、實現以及標準發展的角度探討集成需要考慮的主要因素。

    全球范圍內的數字用戶線(DSL)技術部署導致了復雜的硅集成問題。這些問題集中在如何將數字信號處理器(DSP)調制解調器(Modem)及網絡處理器(NPU)芯片集成在數字用戶線接入復用器(DSLAM)設備上。迄今為止，通常還不會在同一塊芯片上集成這兩種功能，并且將這兩種功能集成在一個單獨的器件上在短期內不大可能獲得經濟效益。

    在當今不斷發展的電信環境中，像IP語音及音視頻內容等存儲器、處理器及帶寬密集型實時多媒體服務，正通過IP連接(或網絡)傳輸。但用于多媒體內容的標準以及以足夠服務質量(QoS)來可靠提交這些內容的方法目前仍處于過渡階段。

    這意味著當即使只有一項標準改變，就必須更換掉集成了NPU及DSP的芯片---即使所改變的標準只是針對兩者之一。一種更為經濟高效的解決方案不是考慮將DSP功能與NPU集成在同一片IC上，而是向NPU添加功能以便改善那些日益普及的業務(例如IP語音業務、IPTV及在線游戲等)的質量及傳輸可靠性。

技術背景

    在過去幾年，曾采用兩種方法來降低DSLAM設備的成本。第一種方法是增加每塊芯片上DSL的通道數(密度)以便將更多的處理能力集中在一塊芯片上。更高的密度同時也意味著公用芯片(例如控制處理器及存儲器芯片等)的功能被分配到更多的通道上，從而降低每通道的成本。第二種節省成本的方法則是對DSP modem芯片與NPU功能進行更多的功能性集成。

    今天典型的DSLAM設備包含兩種架構。第一種是分布式架構，由每塊電路板線卡上多個使用DSP芯片的DSL modem及一個NPU或通信處理器芯片組成。這種架構允許運營商“隨著規模的增長來投資”，因為一塊線卡在功能上就是一個獨立的DSLAM。第二種是集中式架構，它在一個公共線卡上采用一個高性能NPU，該線卡使用一個簡單的背板接口器件來連接多個DSL線卡。

    DSL線卡現在越來越靠近用戶，因為DSL的線路速率隨著距離的縮短而增加，故分布式架構長期來說具有可維持的成本優勢。這是因為密度較小的DSLAM可在一個電路板上實現，從而可安裝在一個小型的、類似比薩餅包裝盒的機箱或小型機架上。而集中式架構則需要一個機架、一塊公共線卡以及一塊DSL modem卡。當然，更多的設備意味著更高的成本。

    DSLAM制造商正在用基本的處理能力來增強其DSL modem DSP，以使其區別于那些不具備這些功能的競爭產品。例如，他們正在將分段及重組(SAR)功能與流量管理和NPU功能集成在DSP芯片上。

圖1：利用在兩條分離的網絡路徑
傳輸數據的網絡系統結構圖。

    這種趨勢引發了一些重要的經濟與性能問題。首先，這種將DSL modem與NPU合并在一起的產品實際上會減少通道密度并增加DSLAM的成本，因為存儲器芯片及相關軟件將被要求與每塊單獨的DSP工作，而不是在所有調制解調器DSP間共享其功能。其結果是，與NPU仍單獨位于線卡上的情況相比，這種方法需要更多的存儲器芯片來支持DSP DSL modem與NPU功能的組合，更多的芯片則意味著更高的成本。

    許多DSLAM都需要處理異步傳輸模式(ATM)上的可編程及基于IP的處理功能。將SAR與NPU功能集成在DSL modem DSP上并不一定意味著將處理這些功能。額外的處理能力要求很可能將存儲器芯片與軟件資源攤薄，從而降低通道密度。故仍需要有一個單獨的且具有更多功能(例如精細流量管理及靈活協議處理等)的全功能NPU。

標準發展問題

    增加DSP/MPU集成復雜性的另一個問題是，在新興多媒體密集型網絡環境中，內容及內容發送的標準仍在不斷發展。通過保持這兩種功能分離，設計者不必只因為必須將NPU或DSP中的一些功能升級以滿足媒體內容或媒體發送的當前要求而重新設計芯片。這種情況又意味著可降低系統開發成本。

    就媒體內容而言，全球的電信公司都在準備通過接入用戶的電纜或DSL在有線互聯網骨干網上推出付費視頻服務，而且他們正在內部使用有線和無線網絡來訪問或發送媒體內容。電纜/DSL接入及無線網絡等，都要求在家用調制解調器、服務器及網關中采用高級壓縮技術及高性能媒體DSP引擎。

    將這種趨勢推向更能盈利的媒體服務是從MPEG-2及MPEG-4過渡到新興、可提供兩倍以上壓縮效率并基于DSP的視頻編碼：VC-1—基于微軟Windows Media Video 9(WMV9)的SMP