3G BSS软件系统中BSP子系统的设计及实现

论文摘要

本文中提到的基站系统BSS(Base Station System)是基于第三代移动通讯技术3G,运行在CDMA基站控制器BSC(Base Station Controller)和基站收发信机BTS(Base Station Transceiver)之上,并以商用实时操作系统VxWorks为平台的大型的软件系统。BSS由多个子系统组成,各子系统完成特定的功能,具有高度的自治性,子系统间通过特定的协议进行通信,各子系统之间在功能上缺一不可,构成一个完整的整体。嵌入式操作系统支撑子系统OSS (Operating Systems Subsystem,简称支撑子系统)是BSS软件系统的子系统之一。OSS按完成的功能可分为四部分:板级支撑包BSP(Board Support Package)、嵌入式操作系统、运行支撑包RSP(Running Support Package)和外围模块软件。本文的研究对象就是支撑子系统中最基本的组成部分板级支撑包BSP。本文以基站收发信机BTS上的信道处理模块CHM(Channel Processing Module)为例,介绍了支撑子系统中板级支撑包BSP的设计实现过程。首先分析了3GBSS基站系统的软件构成及BSP在3GBSS中所出的位置和作用,然后根据模块化的设计原则,将BSP支撑子系统分为BOOT模块、CPU小系统模块、设备驱动模块和单板控制模块四部分来分别实现,并根据解决方案测试中遇到的问题,提出对改进方案。针对嵌入式系统的这种BSP设计方法,具有高复用性和高可靠性,有效的实现了操作系统等上层软件与底层硬件的无关性。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 研究背景
• 1.3 选题的依据和意义
• 1.3.1 3GBSS 软件系统介绍
• 1.3.2 板级支撑BSP 的引入
• 1.4 本文研究内容
• 1.5 论文结构安排
• 1.6 本章小结
• 第二章 板级支撑包BSP 概述
• 2.1 BSP 在嵌入式系统中的位置
• 2.2 BSP 的开发环境介绍
• 2.2.1 VxWorks 操作系统简介
• 2.2.1.1 VxWorks 的开发环境
• 2.2.1.2 VxWorks 映象的分类
• 2.2.1.3 VxWorks 的启动过程
• 2.2.2 开发BSP 需要的条件
• 2.3 BSP 调试相关
• 2.3.1 调试环境的配置
• 2.3.2 BSP 的调试方法
• 2.4 BSP 的执行流程
• 2.5 BSP 的软硬件架构
• 2.5.1 BSP 的软件架构
• 2.5.2 BSP 相关的硬件构成
• 2.6 BSP 的模块化开发和集成方法
• 2.7 本章小结
• 第三章 3G BSS 系统框架及 BSP 硬件功能介绍
• 3.1 3G BSS 系统概述
• 3.2 信道处理模块 CHM2 硬件结构介绍
• 3.3 基于 CHM2 单板的 BSP 硬件结构原理
• 3.3.1 CPU 部分
• 3.3.2 存储区部分
• 3.3.3 以太网部分
• 3.3.3.1 以太网交换芯片BCM5328
• 3.3.4 调制解调部分
• 3.3.5 逻辑EPLD/FPGA 部分
• 3.4 本章小结
• 第四章 板级支撑BSP 的总体设计与实现
• 4.1 设计要求和目标
• 4.2 设计依据
• 4.3 设计思想与设计准则
• 4.4 基于 CHM 的 BSP 软件设计方案
• 4.5 基于 CHM2 单板的 BSP 模块划分
• 4.6 BOOT 模块的设计与实现
• 4.6.1 从主机PC 机装载BootLoad 映象功能
• 4.6.2 单板上电构造IP 地址
• 4.6.3 支持从主控板下载版本软件
• 4.6.4 BOOT 模块 FTP 方式从主控板下载版本的流程设计
• 4.7 CPU 小系统模块的开发
• 4.7.1 MPC8541 内核初始化和管理模块单元
• 4.7.1.1 内核的初始化
• 4.7.1.2 MMU 管理单元
• 4.7.2 存储器配置模块
• 4.7.3 系统时钟及辅助时钟
• 4.7.4 中断模块
• 4.7.5 双BOOT 功能
• 4.7.6 CPU 小系统通用接口
• 4.7.7 CPU 小系统模块化设计方案
• 4.7.7.1 CPU 小系统文件组织
• 4.7.7.2 CPU 小系统外部接口设计
• 4.8 设备驱动模块的开发
• 4.8.1 END 标准以太网驱动程序模块设计说明
• 4.8.2 TTY 标准串口驱动程序模块设计
• 4.8.3 BCM5328 以太网交换设备驱动
• 4.8.4 CSM6800 驱动
• 4.9 单板控制模块
• 4.9.1 单板初始化和监控接口单元
• 4.9.2 单板硬件设备复位接口
• 4.9.3 WATCHDOG 控制、面板灯控制
• 4.9.4 FPGA 逻辑下载
• 4.9.5 单板告警接口
• 4.10 单板控制模块同驱动模块的连接方案
• 4.11 本章小结
• 第五章 测试和验证
• 5.1 硬件配置
• 5.2 软件配置
• 5.3 测试目标
• 5.4 测试设计
• 5.5 功能单元测试执行和测试结果
• 5.5.1 单板上电测试
• 5.5.2 SDRAM 读写测试
• 5.5.3 调试串口通信测试
• 5.5.4 网口通信测试
• 5.5.5 EPLD/FPGA 逻辑相关的测试
• 5.5.5.1 EPLD/FPGA 读写测试
• 5.5.5.2 FPGA 逻辑下载测试
• 5.5.6 看门狗测试
• 5.5.7 BOOT 在线升级测试
• 5.5.8 FTP 方式在线下载升级版本软件测试
• 5.5.9 BCM5328 交换芯片测试
• 5.5.10 CSM6800 内置硬件测试
• 5.6 性能单元测试
• 5.6.1 双CPU 通讯网口测试
• 5.7 测试过程中遇到的问题和解决方法
• 5.7.1 大流量冲击导致网口不通问题
• 5.7.2 AMD BOOT 分发失败故障
• 5.8 本章小结
• 第六章 总结与展望
• 6.1 本论文研究总结
• 6.2 前景展望
• 致谢
• 参考文献
• 附录 A 重要名词缩写
• 附录 B MPC8541 处理器简介
• 攻硕期间取得的研究成果