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VxWorks应用系统的故障恢复设计解析
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2017-10-31
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在CDMA基站BTS侧，EVDO基带信号处理板负责完成基带信号的调制和解调工作，在整个通讯系统中具有非常重要的作用。基带处理板的硬件系统包括PPC、高通CSM6800等芯片；软件系统包括VxWorks操作系统、BSP驱动层、信号处理应用层等部分。基带信号处理板在运行中对外界条件和组成单元要求苛刻，当运行条件不满足系统要求时，传统的方法是采用整板硬复位的方法进行故障恢复。
需要整板复位的情况包括：（1）时钟信号出现故障，导致调制和解调异常；（2）CSM6800调制解调芯片出现异常；（3）部分应用层任务出现异常；（4）在线修改基于CSM6800的基带参数，只有硬复位后才能生效；（5）更换新的单板软件版本等。
在基站系统的实际运行中，上述情况都比较常见。基带信号处理单板一旦整板复位，通常需要4～5分钟才能恢复正常工作，期间终端用户无法进行正常业务应用。对于用户来说，这个业务中断的时间长度难以容忍，因此增加了用户投诉概率和对运营商的压力。如何解决这个问题已成为当务之急。
1 单板快速恢复设计方案
1.1 单板架构分析
如图1，基带信号处理单板硬件由两个主要组成部分：一个是主控CPU，采用高性能的PowerPC；另外一个是高通公司的基带信号调制、解调芯片CSM6800。
主控CPU完成对整个单板的控制，包括对CSM6800的控制、与BSC侧进行媒体流数据的交互、单板自身各项功能的实现等。主控CPU采用VxWorks作为实时操作系统，对单板上任务、消息队列、内存等进行管理，采用百兆网口与BTS其他单板交换数据。
CSM6800是高通推出的支持CDMA3G EVDO第二代的调制解调芯片，它具有支持前向速率3.1Mb/s和反向1.8Mb/s的调制解调能力。CSM6800的工作条件比较苛刻：（1）需要时钟系统提供精确的PP2S信号和16CHIP信号；（2）修改CSM6800配置参数后，需要复位CSM6800后才能生效。
如图2，在基带信号处理板上CPU中的软件架构是在VxWorks操作系统上完成应用层任务的调度和运行。下面分析单板上软件系统：
（1）操作系统层。基带信号处理板对实时性要求很高，因此采用VxWorks作为操作系统，完成任务管理等操作系统工作。
（2）BSP底层驱动程序。该层封装了一些上层软件需要时使用的底层或者是硬件的接口，保证上层软件更好的移植性。
（3）应用层。该层完成处理底层数据，并与BSC侧完成数据交互、基带功能控制以及包括单板的一些应用程序，如告警模块、性能统计模块、信令跟踪模块等。
需要整板复位的情况包括：（1）时钟信号出现故障，导致调制和解调异常；（2）CSM6800调制解调芯片出现异常；（3）部分应用层任务出现异常；（4）在线修改基于CSM6800的基带参数，只有硬复位后才能生效；（5）更换新的单板软件版本等。
在基站系统的实际运行中，上述情况都比较常见。基带信号处理单板一旦整板复位，通常需要4～5分钟才能恢复正常工作，期间终端用户无法进行正常业务应用。对于用户来说，这个业务中断的时间长度难以容忍，因此增加了用户投诉概率和对运营商的压力。如何解决这个问题已成为当务之急。
1 单板快速恢复设计方案
1.1 单板架构分析
如图1，基带信号处理单板硬件由两个主要组成部分：一个是主控CPU，采用高性能的PowerPC；另外一个是高通公司的基带信号调制、解调芯片CSM6800。
主控CPU完成对整个单板的控制，包括对CSM6800的控制、与BSC侧进行媒体流数据的交互、单板自身各项功能的实现等。主控CPU采用VxWorks作为实时操作系统，对单板上任务、消息队列、内存等进行管理，采用百兆网口与BTS其他单板交换数据。
CSM6800是高通推出的支持CDMA3G EVDO第二代的调制解调芯片，它具有支持前向速率3.1Mb/s和反向1.8Mb/s的调制解调能力。CSM6800的工作条件比较苛刻：（1）需要时钟系统提供精确的PP2S信号和16CHIP信号；（2）修改CSM6800配置参数后，需要复位CSM6800后才能生效。
如图2，在基带信号处理板上CPU中的软件架构是在VxWorks操作系统上完成应用层任务的调度和运行。下面分析单板上软件系统：
（1）操作系统层。基带信号处理板对实时性要求很高，因此采用VxWorks作为操作系统，完成任务管理等操作系统工作。
（2）BSP底层驱动程序。该层封装了一些上层软件需要时使用的底层或者是硬件的接口，保证上层软件更好的移植性。
（3）应用层。该层完成处理底层数据，并与BSC侧完成数据交互、基带功能控制以及包括单板的一些应用程序，如告警模块、性能统计模块、信令跟踪模块等。
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