一种用于高效GNSS信号处理和导航计算的嵌入式RISC-V矢量处理器

《IEEE Embedded Systems Letters》：An Embedded RISC-V Vector Processor for Energy-Efficient GNSS Signal Processing and Navigation Computation

基于RISC-V矢量扩展的GNSS接收器芯片矢量处理器架构研究，在跟踪环处理算法中实现6.13倍加速和3.02倍能效提升，导航计算中提升5.83倍速度，验证了通用矢量架构在GNSS系统中的优化潜力。

　　

摘要：

现代高精度全球导航卫星系统（GNSS）接收芯片中的片上处理器需要在有限的时间内对多个信号通道进行信号处理和导航计算，这对计算能力提出了很高的要求。现有的GNSS接收芯片通常通过堆叠多个处理器核心或设计定制硬件来应对这些挑战；然而，这样的解决方案在面积、功耗和通用性方面存在局限性。本研究提出了一种基于RISC-V向量扩展（RVV）的向量处理器架构，并对几种关键的GNSS算法进行了向量化优化。与基线方案相比，该方案在跟踪环路处理（TLP）算法上实现了6.13倍的加速和3.02倍的能效提升，在用于导航计算的牛顿-拉夫森（NR）方法上实现了5.83倍的加速。鉴于RVV架构的通用性优势，所提出的向量处理器也有潜力优化GNSS接收系统中涉及的其他算法。