主控CPU完成對整個單板的控制，包括對CSM6800的控制、與BSC側進行媒體流數(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、消息隊列、內存等進行管理，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第二代的調制解調芯片，它具有支持前向速率3.1Mb/s和反向1.8Mb/s的調制解調能力。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中的軟件架構是在VxWorks操作系統(tǒng)上完成應用層任務的調度和運行。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)，完成任務管理等操作系統(tǒng)工作。
　　(2)BSP底層驅動程序。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)應用層。該層完成處理底層數(shù)據(jù)，并與BSC側完成數(shù)據(jù)交互、基帶功能控制以及包括單板的一些應用程序，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">快速啟動方案設計
　　首先分析基帶信號處理板的各種復位場景，并且進行梳理。其場景分為兩大類：一類是不需要整板復位就能解決問題或者故障恢復的場景；另外一類是只有復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行安排，因此對于用戶業(yè)務影響很小。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)一整板復位的方式來進行功能恢復或者重新啟動。
　　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。
　　分析了所有的復位源，將可以歸類到第一類場景的復位源進行了細化，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，應用層診斷后，為防止CSM6800出錯，需要重新啟動CSM6800；
　　(3)CS6800運行期間報錯，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，因此不需要復位整個CPU。第4種情況是上層的配置參數(shù)有誤，導致單板無法正常運行，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需要復位才能實現(xiàn)正常功能時，具有重新設計單板復位機制的基礎。這個基礎就是CSM6800復位，或者是針對CSM6800操作出現(xiàn)故障后，并不影響CPU操作系統(tǒng)上底層任務的正常運行，只是對CPU應用層任務產(chǎn)生了影響。依據(jù)這個分析基礎，進行了基于VxWorks的快速恢復機制設計。其具體實施方法為：
　　(1)流程如圖3，首先判斷是要發(fā)起快速恢復啟動還是正常的整個單板復位。

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??? (2)正常的單板復位流程，按照單板原設計方案執(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)生任務切換或者導致硬件中斷。
?　 ②清除數(shù)據(jù)堆棧。
　?、壅{用msgQDelete()清除各個應用層任務消息隊列^[1]；清空后，任務不處理新來的消息，這樣任務不會因為消息的激勵產(chǎn)生任務切換。
??? ④釋放應用層任務的指針變量，防止出現(xiàn)無主內存，最終導致內存不斷變小，單板無法執(zhí)行正常的功能。
??? ⑤清除各個應用層任務的靜態(tài)變量；每個任務都有自己靜態(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，否則將導致不可預見的錯誤。
??? ⑥清除各個應用層任務的局部變量；盡管局部變量在釋放任務后會自動釋放，但是為了防止不可預知的錯誤，仍然要將其釋放，進行初始化操作。
??? ⑦各個應用層調用taskDelete()任務釋放自己^[2]；這個應用層多個任務需要完成的最后一個工作，完成自身釋放后，任務構建時所在單板上申請的堆棧、任務ID、內存等全部從操作系統(tǒng)中抹掉，操作系統(tǒng)將把原先各個應用層任務占用的資源進行無主化管理。
??? ⑧通過邏輯控制復位CSM6800；這是關鍵的一步，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控制CSM6800復位控制的邏輯，當單板完成應用層的快速啟動準備后，要通過操作系統(tǒng)對CSM6800芯片進行復位。復位后，該芯片會重新啟動恢復正常狀態(tài)，并且，重新按照應用層給的新的配置參數(shù)進行配置。這樣即滿足了由于某些原因導致其進入到異常狀態(tài)而無法正常調制和解調的問題，同時也解決了新的配置參數(shù)無法生效的問題。
??? ⑨重新啟動調用taskSpawn()^[3]啟動各個應用層任務。按照單板正常情況下進行各個應用層任務的啟動。對于應用層而言，此時并不知道在執(zhí)行快速啟動后是任務啟動還是在單板完全復位后的啟動。
??? ⑩啟動的各個應用層任務只有在各自正常啟動后，單板才進入到正常的工作狀態(tài)，否則將重新執(zhí)行快速啟動。
1.3 快速恢復啟動效果測試
??? 采用中興CDMA EVDO真實環(huán)境進行測試，選擇高通支持第二代協(xié)議的手機進行測試。首先，將高通手機撥號進行網(wǎng)絡連接，撥號成功后，再進行ping包，并保持ping包狀態(tài)；然后，采用不同的復位策略復位基帶信號處理單板，并進行對比測試。
??? 按照兩種方案進行測試，測試結果如果表2。

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??? 如表2，快速恢復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)恢復正常功能所需要的時間，達到了系統(tǒng)設計目的。為了保證設計方案的穩(wěn)定性，連續(xù)多天進行上千次快速恢復啟動集成測試，測試表明設計方案穩(wěn)定，并且對于系統(tǒng)的各方面性能指標無影響。
????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位處理，其所需要時間達到了253s，十分漫長；快速恢復啟動方案則并沒有將整個單板復位，而只是在操作的過程中將CSM6800進行了硬復位操作，其主控CPU沒有復位，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，只有應用層的各個任務被重新啟動了一遍。
2 結論
??? 快速恢復啟動方案的可靠實施是建立在VxWorks操作系統(tǒng)對于任務、消息隊列、信號量的高性能管理基礎上的。連續(xù)多次啟動和殺掉多個應用層任務過程中，VxWorks能夠穩(wěn)定地管理各項資源^[2]，沒有產(chǎn)生內存泄漏、資源鎖死等狀況，充分保證了上層應用任務的可靠。同時，在該快速恢復啟動方案的實施中，注意了應用任務中采用的多種定時器、靜態(tài)變量、全局變量(包括臨時變量)，以及任務之間的互鎖、任務之間沖突隱患等各種情況的處理，才保證了快速恢復啟動方案的可靠性。
　　在商用局的應用中，基帶信號處理單板采用快速恢復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)務干擾。這項系統(tǒng)設計對于提高運營商服務質量和顧客滿意度起到了重要作用。

參考文獻
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