主控CPU完成對整個單板的控制,，包括對CSM6800的控制、與BSC側(cè)進(jìn)行媒體流數(shù)據(jù)的交互,、單板自身各項功能的實現(xiàn)等,。主控CPU采用VxWorks作為實時操作系統(tǒng)，對單板上任務(wù),、消息隊列,、內(nèi)存等進(jìn)行管理，采用百兆網(wǎng)口與BTS其他單板交換數(shù)據(jù),。
　　CSM6800是高通推出的支持CDMA3G EVDO第二代的調(diào)制解調(diào)芯片,，它具有支持前向速率3.1Mb/s和反向1.8Mb/s的調(diào)制解調(diào)能力。CSM6800的工作條件比較苛刻：(1)需要時鐘系統(tǒng)提供精確的PP2S信號和16CHIP信號,；(2)修改CSM6800配置參數(shù)后,，需要復(fù)位CSM6800后才能生效。
　　如圖2,，在基帶信號處理板上CPU中的軟件架構(gòu)是在VxWorks操作系統(tǒng)上完成應(yīng)用層任務(wù)的調(diào)度和運(yùn)行,。下面分析單板上軟件系統(tǒng)：
　　(1)操作系統(tǒng)層,。基帶信號處理板對實時性要求很高,，因此采用VxWorks作為操作系統(tǒng),，完成任務(wù)管理等操作系統(tǒng)工作。
　　(2)BSP底層驅(qū)動程序,。該層封裝了一些上層軟件需要時使用的底層或者是硬件的接口,，保證上層軟件更好的移植性。
　　(3)應(yīng)用層,。該層完成處理底層數(shù)據(jù),，并與BSC側(cè)完成數(shù)據(jù)交互、基帶功能控制以及包括單板的一些應(yīng)用程序,，如告警模塊,、性能統(tǒng)計模塊、信令跟蹤模塊等,。

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　　從以上分析,，基帶單板從軟件和硬件上基本可以分為相對獨(dú)立的主控CPU和CSM6800兩大部分。
1.2 快速啟動" title="快速啟動">快速啟動方案設(shè)計
　　首先分析基帶信號處理板的各種復(fù)位場景,，并且進(jìn)行梳理,。其場景分為兩大類：一類是不需要整板復(fù)位就能解決問題或者故障恢復(fù)的場景；另外一類是只有復(fù)位整板才能夠解決故障,。在實際的商用環(huán)境中,，第二類故障或場景非常少，主要包括：(1)基站軟件升級,；(2)底層操作系統(tǒng)跑死,。由于系統(tǒng)升級頻率極低，且選擇升級的時間都是事先進(jìn)行安排,，因此對于用戶業(yè)務(wù)影響很小,。至于底層操作系統(tǒng)跑死的可能性更加低微，無論是實驗室還是商用機(jī)都極少出現(xiàn)此類情況,。
　　相對而言,，第一類場景比第二類場景出現(xiàn)的概率更高一些，目前都是采用統(tǒng)一整板復(fù)位的方式來進(jìn)行功能恢復(fù)或者重新啟動,。
　　在分析各類場景之前,，首先分析整板啟動時間消耗在哪里。經(jīng)過測試和計算,，其結(jié)果如表1,。

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　　分析表1,，整體啟動時間需要253s左右,，但是前四步就占用了245s,，尤其是第4步高通CSM6800芯片自檢，消耗了170s的時間,。
　　分析了所有的復(fù)位源,，將可以歸類到第一類場景的復(fù)位源進(jìn)行了細(xì)化，具體如下：
　　(1)更改CSM6800參數(shù),，需要重新啟動CSM6800生效,；
　　(2)時鐘系統(tǒng)出錯，應(yīng)用層診斷后,，為防止CSM6800出錯,，需要重新啟動CSM6800；
　　(3)CS6800運(yùn)行期間報錯,，需要重新啟動CSM6800,；
　　(4)啟動時的參數(shù)校驗錯誤，需要重新復(fù)位系統(tǒng),。
　　針對(1),、(2)、(3)這三種情況,，在PPC上即控制CPU上的程序本身并沒有任何問題,，因此不需要復(fù)位整個CPU。第4種情況是上層的配置參數(shù)有誤,，導(dǎo)致單板無法正常運(yùn)行,，但是實際上此時的單板并沒有出現(xiàn)異常，其他各個功能模塊也沒有出現(xiàn)故障,。
　　由此可見,，基帶信號處理板在CSM6800需要復(fù)位才能實現(xiàn)正常功能時，具有重新設(shè)計單板復(fù)位機(jī)制的基礎(chǔ),。這個基礎(chǔ)就是CSM6800復(fù)位,，或者是針對CSM6800操作出現(xiàn)故障后，并不影響CPU操作系統(tǒng)上底層任務(wù)的正常運(yùn)行,，只是對CPU應(yīng)用層任務(wù)產(chǎn)生了影響,。依據(jù)這個分析基礎(chǔ)，進(jìn)行了基于VxWorks的快速恢復(fù)機(jī)制設(shè)計,。其具體實施方法為：
　　(1)流程如圖3,，首先判斷是要發(fā)起快速恢復(fù)啟動還是正常的整個單板復(fù)位。

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??? (2)正常的單板復(fù)位流程,，按照單板原設(shè)計方案執(zhí)行,；如果是快速啟動方案，則按照快速啟動方案執(zhí)行：
　?、偾宄鞣N定時器,，包括單板與基站其他單板的握手定時器,、任務(wù)自身的循環(huán)定時器，以及其他各種特殊用途的定時器,，防止定時器溢出產(chǎn)生任務(wù)切換或者導(dǎo)致硬件中斷,。
?　 ②清除數(shù)據(jù)堆棧。
　?、壅{(diào)用msgQDelete()清除各個應(yīng)用層任務(wù)消息隊列^[1],；清空后，任務(wù)不處理新來的消息,，這樣任務(wù)不會因為消息的激勵產(chǎn)生任務(wù)切換,。
??? ④釋放應(yīng)用層任務(wù)的指針變量，防止出現(xiàn)無主內(nèi)存,，最終導(dǎo)致內(nèi)存不斷變小,，單板無法執(zhí)行正常的功能。
??? ⑤清除各個應(yīng)用層任務(wù)的靜態(tài)變量,；每個任務(wù)都有自己靜態(tài)成員變量,，因此必須要將這些成員變量的數(shù)值歸于初始化值，否則將導(dǎo)致不可預(yù)見的錯誤,。
??? ⑥清除各個應(yīng)用層任務(wù)的局部變量,；盡管局部變量在釋放任務(wù)后會自動釋放，但是為了防止不可預(yù)知的錯誤,，仍然要將其釋放,，進(jìn)行初始化操作。
??? ⑦各個應(yīng)用層調(diào)用taskDelete()任務(wù)釋放自己^[2],；這個應(yīng)用層多個任務(wù)需要完成的最后一個工作,，完成自身釋放后，任務(wù)構(gòu)建時所在單板上申請的堆棧,、任務(wù)ID,、內(nèi)存等全部從操作系統(tǒng)中抹掉，操作系統(tǒng)將把原先各個應(yīng)用層任務(wù)占用的資源進(jìn)行無主化管理,。
??? ⑧通過邏輯控制復(fù)位CSM6800,；這是關(guān)鍵的一步，如果不能實現(xiàn),，則整個方案意義也就不大,。在邏輯中增加可以單獨(dú)控制CSM6800復(fù)位控制的邏輯，當(dāng)單板完成應(yīng)用層的快速啟動準(zhǔn)備后,，要通過操作系統(tǒng)對CSM6800芯片進(jìn)行復(fù)位,。復(fù)位后，該芯片會重新啟動恢復(fù)正常狀態(tài),，并且,，重新按照應(yīng)用層給的新的配置參數(shù)進(jìn)行配置,。這樣即滿足了由于某些原因?qū)е缕溥M(jìn)入到異常狀態(tài)而無法正常調(diào)制和解調(diào)的問題，同時也解決了新的配置參數(shù)無法生效的問題,。
??? ⑨重新啟動調(diào)用taskSpawn()^[3]啟動各個應(yīng)用層任務(wù)。按照單板正常情況下進(jìn)行各個應(yīng)用層任務(wù)的啟動,。對于應(yīng)用層而言,，此時并不知道在執(zhí)行快速啟動后是任務(wù)啟動還是在單板完全復(fù)位后的啟動。
??? ⑩啟動的各個應(yīng)用層任務(wù)只有在各自正常啟動后,，單板才進(jìn)入到正常的工作狀態(tài),，否則將重新執(zhí)行快速啟動。
1.3 快速恢復(fù)啟動效果測試
??? 采用中興CDMA EVDO真實環(huán)境進(jìn)行測試,，選擇高通支持第二代協(xié)議的手機(jī)進(jìn)行測試,。首先，將高通手機(jī)撥號進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)連接,，撥號成功后,，再進(jìn)行ping包，并保持ping包狀態(tài),；然后,，采用不同的復(fù)位策略復(fù)位基帶信號處理單板，并進(jìn)行對比測試,。
??? 按照兩種方案進(jìn)行測試,，測試結(jié)果如果表2。

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??? 如表2,，快速恢復(fù)啟動方案的啟動時間比原有正常啟動縮短了95.3％,，大大縮短了系統(tǒng)恢復(fù)正常功能所需要的時間，達(dá)到了系統(tǒng)設(shè)計目的,。為了保證設(shè)計方案的穩(wěn)定性,，連續(xù)多天進(jìn)行上千次快速恢復(fù)啟動集成測試，測試表明設(shè)計方案穩(wěn)定,，并且對于系統(tǒng)的各方面性能指標(biāo)無影響,。
????兩種啟動方式的區(qū)別：正常啟動就是目前的做法，將整個單板上所有的硬件和軟件同時做復(fù)位處理,，其所需要時間達(dá)到了253s,，十分漫長；快速恢復(fù)啟動方案則并沒有將整個單板復(fù)位,，而只是在操作的過程中將CSM6800進(jìn)行了硬復(fù)位操作,，其主控CPU沒有復(fù)位，不僅如此,，主控CPU上面駐留的操作系統(tǒng)和操作系統(tǒng)隔離層都沒有受到影響,，只有應(yīng)用層的各個任務(wù)被重新啟動了一遍,。
2 結(jié)論
??? 快速恢復(fù)啟動方案的可靠實施是建立在VxWorks操作系統(tǒng)對于任務(wù)、消息隊列,、信號量的高性能管理基礎(chǔ)上的,。連續(xù)多次啟動和殺掉多個應(yīng)用層任務(wù)過程中，VxWorks能夠穩(wěn)定地管理各項資源^[2],，沒有產(chǎn)生內(nèi)存泄漏,、資源鎖死等狀況，充分保證了上層應(yīng)用任務(wù)的可靠,。同時,，在該快速恢復(fù)啟動方案的實施中，注意了應(yīng)用任務(wù)中采用的多種定時器,、靜態(tài)變量,、全局變量(包括臨時變量)，以及任務(wù)之間的互鎖,、任務(wù)之間沖突隱患等各種情況的處理,，才保證了快速恢復(fù)啟動方案的可靠性。
　　在商用局的應(yīng)用中,，基帶信號處理單板采用快速恢復(fù)啟動方案能夠大大縮短啟動時間,，極大地降低對終端用戶的業(yè)務(wù)干擾。這項系統(tǒng)設(shè)計對于提高運(yùn)營商服務(wù)質(zhì)量和顧客滿意度起到了重要作用,。

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