一种面向LTE基站的SOC平台软件解决方案20141203.doc

PAGE  PAGE 10 一种面向LTE基站的SOC平台软件解决方案 The SOC platform software solution for LTE Base Station 摘要： 本文分析了基于必威体育精装版SOC处理器设计的LTE基站对于平台软件的功能需求。针对基于SOC的基站平台软件应用中所遇到的问题, 提出了Enea面向于基站中SOC处理器的平台软件解决方案, 给出了详细的实现过程及应用实例, 该方案对基站平台软件的设计提供了新的思路。 1．前言： 随着移动通信技术的发展，从最早的第一代模拟无线网络、第二代GSM通信网络、第三代3G通信网络、直到目前商用的4G LTE通信网络，甚至正在研究阶段的5G通信网络，从GSM 的TCH9.6Kbps，到GPRS的171Kbps，再到WCDMA、TDSCDMA的384kbps，以及HSDPA的14.4Mbps，再到目前LTE的下行100Mbps，数据的传输速率越来越快。数据处理能力的增加对无线基站平台提出了越来越高的要求，从而无线基站处理单板的设计也越来越复杂，逐步向多核多CPU、多核多DSP的方向演进，随着芯片集成度越来越高，融合多CPU和多DSP核的单芯片SOC解决方案成为目前LTE基站设计的热点。 在融合CPU和DSP的单芯片SOC中，一般包含多个CPU和DSP核，以及大量的片内外设，例如目前LTE基站的主流SOC芯片Freescale的B4860，片内包含4个PowerPC CPU核以及6个SC3900 DSP核，集成以太网、SRIO、MAPLE算法加速器等大量外设。随着芯片硬件的复杂度提高，对于如何管理如此复杂的系统，对基站平台的软件设计与规划提出了更高的要求。 下文介绍一种面向基站平台处理单板的基于融合SOC处理器的平台软件解决方案。 2．基站平台软件方案的特点： 2．1基站平台软件的定义 基站的功能由机架上的业务子板来实现。子板上的软件一般分为驱动层、操作系统层和应用层（协议层和运维部分）。一般把驱动层和操作系统层统称为平台软件层。平台软件层负责管理硬件资源，为应用层提供服务包括资源分配、任务调度、冗错处理、文件系统接口、IP协议栈、驱动封装等。 可以说一切应用层的设计，都是基于平台软件层的架构来实现。一个优秀的、功能丰富的平台软件层，可以使应用层的设计实现变得尤为简单，其高可靠性又可使整个系统变得更为强壮。因此选择一??好的平台软件层，对整个基站性能至关重要。 2．2目前面临的问题 随着通信技术的演进，对基站数据处理能力的要求也越来越高，单板之上的包含多核DSP和多核CPU的融合SOC芯片系统成为未来的发展趋势。复杂的多核SOC系统，对平台软件功能提出了更高的要求。 对于一个多核CPU+DSP的SOC系统，如何管理多核CPU上的资源和任务调度，如何为多核DSP提供高效稳定的操作系统，如何管理如此庞大的DSP阵列，如何有效地进行跨核乃至跨处理器间的通信，如何对这样的多核CPU和DSP的复合系统进行调试和日志追踪？ 这一切都对平台软件提出了新的挑战。 面对这样一个日益庞杂的系统，我们该如何应对？ 下文重点介绍Enea面向SOC(CPU+DSP)基站设计的平台软件解决方案，相信能为未来基站软件的设计提供帮助。 3．Enea面向基站的平台软件解决方案： 3．1 ENEA简介 Enea 源自于 1968年，于1989 年在瑞典上市，是全球网络和终端软件供应商的领导者，专注于通讯领域实时操作系统和平台软件。作为一家走过半个世纪的，服务于全球主要的的网络和终端软件供应商，Enea以其先进技术为通信领域的发展提供源源不绝的动力。 3．2 ENEA SOC平台软件解决方案 Enea的平台软件解决方案由四大部分组成，包括面向多核CPU的Enea Linux操作系统、针对多核DSP的OSEck操作系统、SOC上的管理中间件和Enea系统级调试工具Optima。目标系统上的各个实体由Enea的分布式透明传输模块LINX连接起来。整体系统框图如下所示： 图 1 Enea平台软件方案框图 Enea的平台软件解决方案为单板之上的包含多核DSP和多核CPU的融合SOC芯片提供了完整的软件架构、丰富的调试监测功能以及简单实用的高可靠通信的IPC工具。 在SOC的DSP侧，Enea的OSEck操作系统为DSP的软件架构和编程提供了可靠的选择。OSEck是Enea专门针对DSP进行优化的精简高效的实时操作系统，也是业内最优秀商用的面向DSP的操作系统。OSEck支持Freescale、Ti、LSI、ADI、CEVA等几乎所有的必威体育精装版DSP处理器，与LINX模块相同的应用层API接口，为每款DSP专门优化的内核，小至10kB footprint，丰富的BSP及应用模块例如Ti