CN108418707B - 通信系统中双cpld互相在线备份升级方法及业务单板 - Google Patents

通信系统中双cpld互相在线备份升级方法及业务单板 Download PDF

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Abstract

本发明提供通信系统中双CPLD互相在线备份升级方法及业务单板，通信系统接收远程升级控制平台发送的CPLD升级文件以及CPLD中运行的固件程序；将CPLD升级文件拷贝至本地存储器，存储器位于待升级CPLD之外；在其中一个CPLD升级异常时，通过另外一个CPLD的IO端口控制升级失败CPLD的JTAG端口，将升级失败的CPLD固件代码恢复至之前正常运行的版本。可以成功的避免CPLD单元在升级失败时，导致整个通信系统启动异常，从而导致大面积系统通信中断。

Description

通信系统中双CPLD互相在线备份升级方法及业务单板
技术领域
本发明涉及无线移动通信产品基站系统中，尤其涉及一种通信系统中双可编程逻辑器件互相升级备份处理技术方案。
背景技术
随着通信技术的不断发展，在通信系统变的越来越复杂，在硬件系统中需要使用多个处理器，多个CPLD。CPLD(complex programmable logic device,复杂可编程逻辑器件)是一种根据用户需求构造逻辑功能的数字集成电路，被广泛地应用于各种设备中，例如单板。随着系统对设备的可靠性、安全性要求越来越高，如果CPLD在程序出现一些缺陷时，或者用户需求变化，则需要升级CPLD的固件程序。
目前，处理器的Boot版本和FPGA版本比较容易实现在线升级功能，而CPLD逻辑文件则需要采用专用电缆进行烧录，但是，由于不同逻辑器件厂商的下载电缆不尽相同，而现场设备单盘CPLD需要更新时，维护人员无法及时到现场通过线缆升级，给CPLD逻辑固件版本的升级带来了很大的困难，因此也很大的提高了维护成本，而且固件升级过程中还可能导致业务的长时间中断，无法满足通信系统所要求的高可靠性、高稳定性和可维护性的需求。所以必须确保CPLD升级必须成功，或者在升级失败的时候能够回退到上一个稳定版本，否则后果很严重。
为了解决CPLD在线升级成功率的问题，目前有采用SRAM加片内flash的CPLD的架构，以支持在线升级，但是由于CPLD的逻辑文件的升级必须谨慎进行，如果写入错误，则可能导致严重的后果，比如导致业务单板无法正常上电启动，单盘时钟配置、复位信息配置、localbus总线切换、同步信息切换、SPI管理、PCIE控制信号管理、等以及前面板LED管理等配置信息会异常。而且，现行的CPLD在线升级方案中，各个硬件厂家大多依赖芯片厂商提供的架构，这种SDRAM+FLASH的解决架构，在实现CPLD在线升级时，一定程度上还需要依赖CPLD内部的逻辑，而且相关的外围电路处理模块都要针对具体某一厂家甚至某一型号的芯片来设计，其可靠性，通用性及可移植性查，且其升级流程复杂。而且通常还难以保证升级后，CPLD能够正常运行。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种基于双CPLD系统互相在线备份升级的方法，实现对通信系统现场设备CPLD的远程升级失败时快速恢复到上一个稳定版本保证通信系统继续运行，从而大大提高CPLD在线升级可靠性。
本发明所采用的技术方案为一种通信系统中双CPLD互相在线备份升级方法，包括MCPLD升级过程和SCPLD升级过程，
所述MCPLD升级过程如实现如下，
通信系统接收远程升级控制平台发送的MCPLD升级文件以及MCPLD中运行的固件程序；将MCPLD升级文件拷贝至本地存储器，存储器位于待升级MCPLD之外；
当接收到的远程控制平台发送的MCPLD升级命令时，从处理器会通过SCPLD将MCPLD运行的固件程序拷贝至位于SCLPD外部存储器中，主处理器会根据存储器中保存的MCPLD升级文件，并通过模拟JTAG接口的方式对待升级MCPLD进行逻辑加载，当加载失败时，MCPLD会通过普通IO口输出一个指示电平给SCPLD，指示升级失败，从而让SCPLD通过模拟JTAG接口的方式对待升级MCPLD之前的固件程序进行逻辑加载；
通信系统接收远程升级控制平台发送的SCPLD升级文件以及SCPLD中运行的固件程序；将SCPLD升级文件拷贝至本地存储器，存储器位于待升级SCPLD之外；
所述SCPLD升级过程如实现如下，
当系统接收到的远程控制平台发送的SCPLD固件文件升级命令时，主处理器会通过MCPLD将SCPLD运行的固件程序拷贝至位于MCLPD外部存储器中，从处理器会根据存储器中保存的SCPLD升级文件，并通过模拟JTAG接口的方式对待升级SCPLD进行逻辑加载，当加载失败时，SCPLD会通过普通IO口输出一个指示电平给MCPLD，指示升级失败，从而让MCPLD通过模拟JTAG接口的方式对待升级SCPLD之前的固件程序进行逻辑加载。
而且，MCPLD升级过程中，从处理器将MCPLD正在运行的固件拷贝至本地存储器，实现方式如下，
SCPU通过普通IO口模拟JTAG时序，将MCPLD正在运行的固件程序文件拷贝至本地存储器的备份文件区，防止升级失败时作为备份文件使用。
而且，MCPLD升级过程中，当MCPLD在线升级失败时，存储器中保存的MCPLD备份文件，通过SCPLD模拟JTAG接口方式对待升级MCPLD进行逻辑加载，实现方式如下，
当SCPLD的引脚检测到MCPLD在线升级失败指示时，SCPLD会通过普通IO引脚模拟JTAG时序将存储在存储器中的MCPLD备份文件，重新加载到MCPLD中，使得MCPLD能够重新运行之前的固件版本。
而且，SCPLD升级过程中，主处理器将SCPLD正在运行的固件拷贝至本地存储器，实现方式如下，
MCPU通过MCPLD普通IO口模拟JTAG时序，将SCPLD正在运行的固件程序文件拷贝至本地存储器的备份文件区，防止升级失败时作为备份文件使用。
而且，SCPLD升级过程中，当SCPLD在线升级失败时，存储器中保存的SCPLD备份文件，通过MCPLD模拟JTAG接口方式对待升级SCPLD进行逻辑加载，实现方式如下，
当MCPLD的引脚检测到SCPLD在线升级失败指示时，MCPLD会通过普通IO引脚模拟JTAG时序将存储在存储器中的SCPLD备份文件，重新加载到SCPLD中，使得SCPLD能够重新运行之前的固件版本。
本发明还提供一种通信系统业务单板，用于运行如上所述的双CPLD互相在线备份升级方法。
而且，包括主处理器MCPU、从处理器SCPU、MCPLD和SCPLD，MCPLD与SCPLD均有各自的JTAG接口，分别用片上IO口模拟JTAG时序，接到对方的JTAG接口上。
本发明提出的一种通信系统中双CPLD在线升级失败时可以实现互相恢复的方法及业务单板，当需要升级的MCPLD升级时，单板上的SCPLD会监控MCPLD的升级状态，当需要升级的MCPLD升级失败时，单板上的SCPLD会模拟jtag时序将MCPLD的备份文件以及参数加载到MCPLD上重新运行。反之，当需要升级的SCPLD升级时，单板上的MCPLD会监控SCPLD的升级状态，当需要升级的SCPLD升级失败时，单板上的MCPLD会模拟JTAG时序将SCPLD的备份文件以及参数加载到SCPLD上重新运行。从而实现了单盘上两片CPLD确保升级成功的闭环状态，从而大大提高CPLD升级时系统的稳定性问题。应用该技术方案可以成功的避免CPLD单元在升级失败时，导致整个通信系统启动异常，从而导致大面积系统通信中断。
附图说明
图1是本发明实施例双CPLD在线升级备份方法系统框图。
图2是本发明实施例双CPLD在线升级备份方法MCPLD升级备份方法示意图。
图3是本发明实施例双CPLD在线升级备份方法SCPLD升级备份方法示意图。
具体实施方式
以下结合附图和实施例说明本发明技术方案。
本发明提出在通信系统中设置双CPLD，包括主复杂可编程逻辑器件和从复杂可编程逻辑器件，分别记为：Master CPLD，简称MCPLD，Slave CPLD简称SCPLD。
业务单板(单盘)主要包含主处理器MCPU，从处理器SCPU，MCPLD，SCPLD以及两个CPLD JTAG连接器，外部存储器，电源单元，时钟单元。MCPLD与SCPLD均有各自的JTAG接口，而它们又分别用片上IO口模拟JTAG时序，接到对方的JTAG接口上去。本发明在其中一个CPLD升级异常时，通过另外一个CPLD的IO端口控制升级失败CPLD的JTAG端口，将升级失败的CPLD固件代码恢复至之前正常运行的版本。因此两个CPLD的JTAG端口与一组普通IO相互连接起来，通过检测状态，从而实现互相升级备份恢复的功能。
主处理器与MCPLD之间通过localbus总线连接，MCPLD通过普通IO总线与存储器连接。从处理器与SCPLD之间也通过localbus总线连接，SCPLD通过普通IO总线与存储器连接。优选地，MCPLD与SCPLD分别连接各自的外部FLASH。
主处理器通过MCPLD实现对存储器的读写功能，从处理器通过SCPLD实现对存储器的读写功能，单板上电时，MCPLD和SCPLD通过加载固件，完成对单板上电顺序的控制，时钟单元初始化。
本发明提出的一种通信系统中双CPLD在线升级失败时可以实现互相恢复的方法主要包括如下：
通信系统接收远程升级控制平台发送的MCPLD升级文件以及MCPLD中运行的固件程序；将所述MCPLD升级文件拷贝至本地存储器，所述存储器位于待升级MCPLD之外；
当接收到的所述远程控制平台发送的MCPLD升级命令时，从处理器会通过所述的SCPLD将所述的MCPLD运行的固件程序拷贝至位于所述的SCLPD外部存储器中，主处理器会根据所述存储器中保存的所述的MCPLD升级文件，并通过模拟JTAG接口的方式对所述待升级MCPLD进行逻辑加载，当加载失败时，所述的MCPLD会通过普通IO口输出一个指示电平给所述的SCPLD，指示升级失败，从而让所述的SCPLD通过模拟JTAG接口的方式对所述待升级所述MCPLD之前的固件程序进行逻辑加载。
进一步地，从处理器将MCPLD正在运行的固件拷贝至本地存储器时，具体实现方式包括：所述SCPU通过SCPLD普通IO口模拟JTAG时序将MCPLD正在运行的固件程序文件拷贝至本地存储器的备份文件区，防止升级失败时作为备份文件使用。
进一步地，当所述的MCPLD在线升级失败时，根据存储器中保存的MCPLD备份文件，通过SCPLD模拟JTAG接口方式对待升级MCPLD进行逻辑加载，具体实现方式包括：当SCPLD的引脚检测到MCPLD在线升级失败指示时，SCPLD会通过普通IO引脚模拟JTAG时序将存储在存储器中的MCPLD备份文件，重新加载到MCPLD中，使得所述MCPLD可以重新运行之前的固件版本。当SCPLD的引脚检测到MCPLD在线升级成功指示时，SCPLD不需做任何处理，升级成功。
如图1所示，远程升级控制平台通过MCPU对MCPLD进行远程升级操作。
步骤1，MCPU收到远程升级控制平台升级MCPLD固件升级命令，MCPU检测所述MCPLD当前运行状态是否稳定。如果稳定记录当前参数配置，并执行后续升级流程。否则上报网管系统。
步骤2，MCPU通过localbus总线控制MCPLD启动升级前就绪工作，包括如下步骤3和步骤4。
步骤3，MCPLD通过普通IO端口连接到SCPLD的普通IO端口，标识即将升级，即将进行后续升级流程。
步骤4，SCPLD通过普通IO端口连接到MCPLD的JTAG端口，将MCPLD正在运行的固件程序和参数进行备份。备份完毕后，SCPLD通过普通IO端口连接到MCPLD的普通IO端口，标识备份完毕。具体实施时，MCPLD、SCPLD可以采用不同的IO接口完成不同功能。
步骤5，SCPLD通过普通IO端口连接到MCPLD的普通IO端口，检测MCPLD升级是否成功，如果MCPLD升级成功，则升级过程完毕。否则进行后续升级流程。
步骤6，SCPLD读取存储在外部flash中的MCPLD的步骤4中所述备份文件，SCPLD通过普通IO端口连接到MCPLD的JTAG端口，将MCPLD的备份固件程序和参数信息通过模拟的JTAG时序进行重新加载。
步骤7，MCPU检测所述MCPLD当前运行状态是否正常。如果正常记录当前参数配置，并上报网管系统本次升级固件失败当前MCPLD正在运行备份固件程序。
通信系统接收远程升级控制平台发送的SCPLD升级文件以及SCPLD中运行的固件程序；将所述SCPLD升级文件拷贝至本地存储器，所述存储器位于待升级SCPLD之外；
当系统接收到的所述远程控制平台发送的SCPLD固件文件升级命令时，主处理器会通过所述的MCPLD将所述的SCPLD运行的固件程序拷贝至位于所述的MCLPD外部存储器中，从处理器会根据所述存储器中保存的所述的SCPLD升级文件，并通过模拟JTAG接口的方式对所述待升级SCPLD进行逻辑加载，当加载失败时，所述的SCPLD会通过普通IO口输出一个指示电平给所述的MCPLD，指示升级失败，从而让所述的MCPLD通过模拟JTAG接口的方式对所述待升级所述SCPLD之前的固件程序进行逻辑加载。
进一步地，主处理器将SCPLD正在运行的固件拷贝至本地存储器，具体实现方式包括：所述MCPU通过所述的MCPLD普通IO口模拟JTAG时序将所述的SCPLD正在运行的固件程序文件拷贝至本地存储器的备份文件区，防止升级失败时作为备份文件使用。
进一步地，当所述的SCPLD在线升级失败时，所述存储器中保存的SCPLD备份文件，并通过MCPLD模拟JTAG接口方式对所述待升级SCPLD进行逻辑加载，具体实现方式包括：当所述的MCPLD的引脚检测到所述的SCPLD在线升级失败指示时，所述MCPLD会通过普通IO引脚模拟JTAG时序将存储在所述存储器中的所述SCPLD备份文件，重新加载到所述SCPLD中，使得所述SCPLD可以重新运行之前的固件版本。当MCPLD的引脚检测到SCPLD在线升级成功指示时，MCPLD不需做任何处理，升级成功。
如图2所示，远程升级控制平台通过SCPU对SCPLD进行远程升级操作。
步骤1，SCPU收到远程升级控制平台升级SCPLD固件升级命令，SCPU检测所述SCPLD当前运行状态是否稳定。如果稳定记录当前参数配置，并执行后续升级流程。否则上报网管系统。
步骤2，SCPU通过localbus总线控制SCPLD启动升级前就绪工作，包括如下步骤3和4。
步骤3，SCPLD通过普通IO端口连接到SCPLD的普通IO端口，标识即将升级，即将进行后续升级流程。
步骤4，MCPLD通过普通IO端口连接到SCPLD的JTAG端口，将SCPLD正在运行的固件程序和参数进行备份。备份完毕后，MCPLD通过普通IO端口连接到SCPLD的普通IO端口，标识备份完毕。具体实施时，MCPLD、SCPLD可以采用不同的IO接口完成不同功能。
步骤5，MCPLD通过普通IO端口连接到SCPLD的普通IO端口，检测SCPLD升级是否成功，如果SCPLD升级成功，则升级过程完毕。否则进行后续升级流程。
步骤6，MCPLD读取存储在外部flash中的SCPLD的步骤4中所述备份文件，MCPLD通过普通IO端口连接到SCPLD的JTAG端口，将SCPLD的备份固件程序和参数信息通过模拟的JTAG时序进行重新加载。
步骤7，SCPU检测所述SCPLD当前运行状态是否正常。如果正常记录当前参数配置，并上报网管系统本次升级固件失败当前SCPLD正在运行备份固件程序。
具体实施时，可采用软件技术实现以上流程的自动运行。
本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims (6)

1.一种通信系统中双CPLD互相在线备份升级方法，其特征在于：包括MCPLD升级过程和SCPLD升级过程，所述MCPLD为主复杂可编程逻辑器件，所述SCPLD为从复杂可编程逻辑器件；
所述MCPLD升级过程如实现如下，
通信系统接收远程升级控制平台发送的MCPLD升级文件以及MCPLD中运行的固件程序；将MCPLD升级文件拷贝至本地存储器，存储器位于待升级MCPLD之外；
当接收到的远程控制平台发送的MCPLD升级命令时，从处理器会通过SCPLD将MCPLD运行的固件程序拷贝至位于SCLPD外部存储器中，主处理器会根据存储器中保存的MCPLD升级文件，并通过模拟JTAG接口的方式对待升级MCPLD进行逻辑加载，当加载失败时，MCPLD会通过普通IO口输出一个指示电平给SCPLD，指示升级失败，从而让SCPLD通过模拟JTAG接口的方式对待升级MCPLD之前的固件程序进行逻辑加载；
通信系统接收远程升级控制平台发送的SCPLD升级文件以及SCPLD中运行的固件程序；将SCPLD升级文件拷贝至本地存储器，存储器位于待升级SCPLD之外；
所述SCPLD升级过程如实现如下，
当系统接收到的远程控制平台发送的SCPLD固件文件升级命令时，主处理器会通过MCPLD将SCPLD运行的固件程序拷贝至位于MCLPD外部存储器中，从处理器会根据存储器中保存的SCPLD升级文件，并通过模拟JTAG接口的方式对待升级SCPLD进行逻辑加载，当加载失败时，SCPLD会通过普通IO口输出一个指示电平给MCPLD，指示升级失败，从而让MCPLD通过模拟JTAG接口的方式对待升级SCPLD之前的固件程序进行逻辑加载。
2.根据权利要求1通信系统中双CPLD互相在线备份升级方法，其特征在于：MCPLD升级过程中，从处理器将MCPLD正在运行的固件拷贝至本地存储器，实现方式如下，
SCPU通过普通IO口模拟JTAG时序，将MCPLD正在运行的固件程序文件拷贝至本地存储器的备份文件区，防止升级失败时作为备份文件使用。
3.根据权利要求1通信系统中双CPLD互相在线备份升级方法，其特征在于：MCPLD升级过程中，当MCPLD在线升级失败时，存储器中保存的MCPLD备份文件，通过SCPLD模拟JTAG接口方式对待升级MCPLD进行逻辑加载，实现方式如下，
当SCPLD的引脚检测到MCPLD在线升级失败指示时，SCPLD会通过普通IO引脚模拟JTAG时序将存储在存储器中的MCPLD备份文件，重新加载到MCPLD中，使得MCPLD能够重新运行之前的固件版本。
4.根据权利要求1通信系统中双CPLD互相在线备份升级方法，其特征在于：SCPLD升级过程中，主处理器将SCPLD正在运行的固件拷贝至本地存储器，实现方式如下，
MCPU通过MCPLD普通IO口模拟JTAG时序，将SCPLD正在运行的固件程序文件拷贝至本地存储器的备份文件区，防止升级失败时作为备份文件使用。
5.根据权利要求1通信系统中双CPLD互相在线备份升级方法，其特征在于：SCPLD升级过程中，当SCPLD在线升级失败时，存储器中保存的SCPLD备份文件，通过MCPLD模拟JTAG接口方式对待升级SCPLD进行逻辑加载，实现方式如下，
当MCPLD的引脚检测到SCPLD在线升级失败指示时，MCPLD会通过普通IO引脚模拟JTAG时序将存储在存储器中的SCPLD备份文件，重新加载到SCPLD中，使得SCPLD能够重新运行之前的固件版本。
6.一种通信系统业务单板，其特征在于：用于运行如权利要求1至5任一项所述的双CPLD互相在线备份升级方法；
包括主处理器MCPU、从处理器SCPU、MCPLD和SCPLD，MCPLD与SCPLD均有各自的JTAG接口，分别用片上IO口模拟JTAG时序，接到对方的JTAG接口上。
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