1.前语：
跟着移动通讯技能的开展，从最早的第一代模仿无线网络、第二代GSM通讯网络、第三代3G通讯网络、直到现在商用的4G LTE通讯网络，甚至正在研讨阶段的5G通讯网络，从GSM 的TCH9.6Kbps，到GPRS的171Kbps，再到WCDMA、TDSCDMA的384kbps，以及HSDPA的14.4Mbps，再到现在LTE的下行100Mbps，数据的传输速率越来越快。数据处理才能的增加对无线基站渠道提出了越来越高的要求，然后无线基站处理单板的规划也越来越杂乱，逐渐向多核多CPU、多核多DSP的方向演进，跟着芯片集成度越来越高，交融多CPU和多DSP核的单芯片SOC处理计划成为现在LTE基站规划的热门。
在交融CPU和DSP的单芯片SOC中，一般包含多个CPU和DSP核，以及很多的片内外设，例如现在LTE基站的干流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算法加速器等很多外设。跟着芯片硬件的杂乱度进步，关于怎么办理如此杂乱的体系，对基站渠道的软件规划与规划提出了更高的要求。
下文介绍一种面向基站渠道处理单板的根据交融SOC处理器的渠道软件处理计划。
2.基站渠道软件计划的特色：
2.1基站渠道软件的界说
基站的功用由机架上的事务子板来完成。子板上的软件一般分为驱动层、操作体系层和运用层(协议层和运维部分)。一般把驱动层和操作体系层统称为渠道软件层。渠道软件层担任办理硬件资源，为运用层供给服务包含资源分配、使命调度、冗错处理、文件体系接口、IP协议栈、驱动封装等。
能够说全部运用层的规划，都是根据渠道软件层的架构来完成。一个优异的、功用丰厚的渠道软件层，能够使运用层的规划完成变得尤为简略，其高牢靠性又可使整个体系变得更为健壮。因而挑选一个好的渠道软件层，对整个基站功用至关重要。
2.2现在面临的问题
跟着通讯技能的演进，对基站数据处理才能的要求也越来越高，单板之上的包含多核DSP和多核CPU的交融SOC芯片体系成为未来的开展趋势。杂乱的多核SOC体系，对渠道软件功用提出了更高的要求。
关于一个多核CPU+DSP的SOC体系，怎么办理多核CPU上的资源和使命调度，怎么为多核DSP供给高效安稳的操作体系，怎么办理如此巨大的DSP阵列，怎么有效地进行跨核甚至跨处理器间的通讯，怎么对这样的多核CPU和DSP的复合体系进行调试和日志追寻? 这全部都对渠道软件提出了新的应战。
面临这样一个日益杂乱的体系，咱们该怎么应对?
下文要点介绍Enea面向SOC(CPU+DSP)基站规划的渠道软件处理计划，信任能为未来基站软件的规划供给协助。
3.Enea面向基站的渠道软件处理计划：
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货商的领导者，专心于通讯范畴实时操作体系和渠道软件。作为一家走过半个世纪的，服务于全球首要的的网络和终端软件供货商，Enea以其先进技能为通讯范畴的开展供给源源不绝的动力。
3.2 ENEA SOC渠道软件处理计划
Enea的渠道软件处理计划由四大部分组成，包含面向多核CPU的Enea Linux操作体系、针对多核DSP的OSEck操作体系、SOC上的办理中间件和Enea体系级调试东西Optima。方针体系上的各个实体由Enea的分布式通明传输模块LINX连接起来。全体体系框图如下所示：
图1 Enea渠道软件计划框图
Enea的渠道软件处理计划为单板之上的包含多核DSP和多核CPU的交融SOC芯片供给了完好的软件架构、丰厚的调试监测功用以及简略有用的高牢靠通讯的IPC东西。
在SOC的DSP侧，Enea的OSEck操作体系为DSP的软件架构和编程供给了牢靠的挑选。OSEck是Enea专门针对DSP进行优化的精简高效的实时操作体系，也是业界最优异商用的面向DSP的操作体系。OSEck支撑Freescale、Ti、LSI、ADI、CEVA等简直一切的最新DSP处理器，与LINX模块相同的运用层API接口，为每款DSP专门优化的内核，小至10kB footprint，丰厚的BSP及运用模块例如Timeout server，别的DSP过错检测、CoreDump模块等为程序的规划以及体系的犯错追寻供给了更多的或许。
在SOC的CPU侧，供给根据Yocto开发环境的Enea Linux操作体系或OSE结实时操作体系。Yocto是一个图形化的集成开发调试环境，供给Linux的装备、组件的主动下载、编译、调试、功用监控等功用，遭到各大干流芯片以及嵌入式软件供给商的支撑。Enea Linux根据Yocto的开发环境，供给针关于SOC做特别优化的Linux版别，除此以外，针对基站开发的实时性要求，供给在Linux环境下的结实时调度环(LWRT)。Enea LWRT是一种Linux用户空间的多核履行环境，使命调度时刻、中止呼应时刻都是高功用、可确定性的，对满意基站高层协议栈的功用要求尤为重要。
在CPU侧也可运用OSE操作体系，这是Enea针对多核CPU作专门优化的操作体系，支撑简直一切类型的CPU，广泛地运用于各大通讯厂商的移动台和局端通讯设备之中。如下图：
图2 OSE 5.x体系框图
OSE 5.x独有的XMP方法即有SMP方法的简略易用性，又具有到AMP方法的功用，为渠道软件CPU侧的软件架构规划供给了便利。OSE的直接音讯传递机制和集中式过错处理大大简化了编程的作业，OSE丰厚的模块，文件体系、IP协议栈、动态加载模块、LINX东西、ramlog东西、Optima体系级调试东西，这全部功用都节省了开发作业时刻，加快了产品化速度。
关于根据SOC(CPU+DSP)的基站渠道来说，DSP数量较多，并用于物理层协议栈、甚至MAC层的事务处理，并由SOC的CPU侧来进行办理。怎么办理、监控和调试这样一个数量巨大的DSP核阵列是一个需求考虑的问题。Enea针对这一需求推出的DSP办理模块从根本上处理了这一问题。SOC之上的DSP办理模块如下图所示：
图3 DSP办理功用框图
DSP办理模块首要完成下面五大功用：
(1)CPU侧对DSP履行文件的加载发动和复位。
(2)CPU侧对DSP运用(包含进程和设备状况)的监控。
(3)CPU侧对DSP coredump过后剖析的办理(包含搜集coredump，上传服务器和在线剖析)。
(4)为DSP供给Shell命令行的接入服务。
(5)Enea体系级调试东西Optima从CPU侧经过LINX通路接入DSP，用于DSP上体系的实时监控。
这些功用专门针对SOC芯片中DSP核阵列的办理而规划，为根据SOC规划的基站等有CPU和很多DSP的复合体系的完成，供给牢靠的处理计划。
Enea的分布式通明传输模块LINX担任SOC中CPU与DSP、以及DSP与DSP节点间无缝通讯，针关于单芯片内的计划根据同享内存池的通讯方法，高效没有数据复制。别的，LINX支撑简直一切的物理通讯介质包含同享内存、以太网、sRIO、PCI等。一致了核间、同构/异构处理器间甚至板间的通讯接口，并供给确保链路牢靠性的机制，使分布式体系间的通讯犹如在同一个核内通讯那么简略。因而，LINX的呈现大大简化了分布式体系的程序规划。
针对整个渠道软件的调试，Enea的Optima体系级调试东西为体系的调试供给了便利。Optima调试东西能够以插件的方法整合到Freescale CodeWarrior或TI CCS环境中，与JTAG代码级调试结合运用。Optima东西首要经过以太网与方针体系相连，只需方针体系中的实体有LINX链路，那么经过PC侧的Optima东西就能够看到整个分布式体系的拓扑图。Optima能够检查CPU或许DSP上操作体系的进程状况、内存和堆的具体分配情况、CPU运用率、检查体系coredump、进行根据GDB的在线调试、实时检查体系和用户的日志等，为检查体系瓶颈、代码优化等供给便利。
图4 体系级调试东西Optima图示
综上，Enea针对基站开发的根据SOC的渠道软件处理计划包含，面向CPU的Enea Linux操作体系和LWRT实时运转环境、针对DSP核的OSEck操作体系、SOC芯片中DSP核的办理模块以及Enea体系级调试东西Optima。这些功用满意了新一代根据SOC(CPU+DSP)的基站渠道软件的需求，为基站的软件架构规划供给了参阅。下面介绍一个运用实例：
3.3 运用实例
Enea面向基站的渠道软件计划广泛地运用于爱立信、华为、诺西、阿朗、普天、大唐等大型通讯设备公司的设备中，为国际通讯设备的开展奉献自己的才智。
当今基站的开展日趋多样性，除了惯例的Marco型基站外，Pico或小型基站成为现在干流通讯设备厂商3G、4G局端设备开展的新方向。下面简略介绍一个Enea的基站渠道处理计划在LTE Pico基站的运用实例。如下图所示：
图5 基站渠道处理计划运用实例
B4860是freescale针对LTE中型基站的包含PowerPC CPU核和SC3900 DSP核的SOC芯片，片内集成的MAPLE2 LTE物理层协处理器，可完好的主动处理PDSCH和PUSCH信道流程，最多可支撑三个20M的LTE小区。在Enea针对这个SOC芯片的渠道软件计划中，CPU侧运转Enea Linux、Enea LWRT环境以及DSP的办理模块、DSP侧运转OSEck结实时操作体系，CPU和DSP之间运用Enea的LINX根据同享内存池的方法进行通讯。经过PC侧的Optima东西进行整个体系的监控与调试。
依照一般基站BBU的软件规划，物理层协议栈运转于DSP上，MAC及以上协议栈运转于CPU之上，因而关于B4860这样的芯片全体软件架构如下图所示。每两个DSP核为一组，担任一个小区，每个核别离处理上行和下行数据，共六个DSP核因而对应三个LTE小区，OSEck可供给实时的调度功用以满意物理层对实时性的需求，一起根据同享内存池的LINX交互模块供给DSP与DSP，CPU与DSP间的高效无缝通讯。CPU核上的MAC层及高层协议栈中对功用灵敏的部分，运转于Enea的LWRT实时环境之上，可对Linux之上的运用供给实时的功用的确保，使之契合LTE的1ms约束的调度要求。关于实时性要求不高的部分，可直接运转于Enea Linux之上，例如运维等部分。本套软件计划已运用于此客户的量产型基站产品中。
图6 基站渠道处理计划运用实例使命区分
4. 定论：
本文介绍了Enea面向SOC处理器基站的渠道软件处理计划。具体介绍了计划的组成，包含面向CPU核的Enea Linux操作体系和LWRT实时运转环境或OSE结实时操作体系、针对DSP核的OSEck操作体系、DSP核的办理模块、Enea体系级调试东西Optima以及Enea的分布式通明传输模块LINX。文章突出了此计划的长处以及运用的实例，为新一代基站的软件架构规划供给了参阅。
