嵌入式系统嵌入式系统/ARM技术中的基于技术中的基于MPC8260处理器的处理器的PPMC系统系统
摘要:介绍了MPC8260处理器(PowerPC系列)的基本特点,以及一种基于MPC8260、具备高度可扩展性的
PPMC硬件实现和软件标准初始化流程。 关键词:嵌入式系统 PPMC PowerPC MPC8260 PCI 伴随网络时代
的来临,带宽急刷增长,而新业务要求嵌入式系统具备很强的处理能力,配备高带宽的外围总线。
PCI(Peripheral Component Interconnect,外围部件互连)总线以其优越的性能,成为高端嵌入式系统首选总
线。以往嵌入式系统式样众多,硬件模块可重用度低、可互替性差,硬件平台的繁杂使得加载RTOS(实时操作
系统)没有规则性可言,极大地延长
摘要:摘要:介绍了MPC8260处理器(PowerPC系列)的基本特点,以及一种基于MPC8260、具备高度可扩展性的PPMC硬件实现
和软件标准初始化流程。
关键词:关键词:嵌入式系统 PPMC PowerPC MPC8260 PCI
伴随网络时代的来临,带宽急刷增长,而新业务要求嵌入式系统具备很强的处理能力,配备高带宽的外围总线。
PCI(Peripheral Component Interconnect,外围部件互连)总线以其优越的性能,成为高端嵌入式系统首选总线。以往嵌入
式系统式样众多,硬件模块可重用度低、可互替性差,硬件平台的繁杂使得加载RTOS(实时操作系统)没有规则性可言,极
大地延长了研发周期。
鉴于以往嵌入式系统缺点,结合高端嵌入式系统的新要求,VSO(VITA Standard Organization)在IEEE制定的P1386.1标
准上,提出了PPMC(Processor PCI Mezzanine Card)概念,目的是确保各个厂家不同的CPU对外拥有相同的PCI接口。它
对PPMC插座接口的电气特性、引脚信号、PPMC和其Carrier Board的连接以及PPMC的尺寸作了严格规定,力求在高端嵌入
式系统中促进系统模块化。
本文介绍了一种以MPC8260处理器为基础的PPMC实现,构建了一个微型计算机系统。该系统完全符合VSO对PPMC的要
求,在嵌入式PCI系统中可以即插即用,并可应用于CpmpactPCI系统中。该PPMC系统处理能力优异(内核最高处理能力可
达350MIPS),带有多种通讯协议处理接口,符合多种RTOS(pSOS、VxWorks等)对其运行平台的要求,且在硬件上满足
RTOS的两种主要调试手段(串口调试和以太网调试),应用开发相当容易。此外,该系统具备高度的现场可扩展性,通过简
单的软件配置,可以方便地提供多种通讯协议的前端处理接口。
1 MPC8260处理器简介处理器简介
PowerPC芯片是由Motorola、Apple、IBM三家公司联合研制的一种RISC处理器,具备超强处理能力,广泛出现在处理器
的高端应用场合。Motorola公司考虑到电信和网络市场的特点,在PowerPC芯片的基础上,推出了专为嵌入式系统设计的
MPC8260芯片。该芯片内嵌一个PowerPC 603e内核,有着与PowerPC完全相同的指令集合,并且集成了若干通讯协议处理
单元,是目前最先进的专为电信和网络市场设计的微处理器。MPC8260芯片的功能框图以及外部引脚示意如图1所示。
由图1可知,MPC8260主要包括三部分。第一部分是高性能的PowerPC 603e内核,体系结构与其它PowerPC芯片相同,
运行频率为100~266MHz。
第二部分是总线接口。在兼容MPC860局部总线的基础上,MPC8260另外提供了高性能的PowerPC 60x总线。该总线是
一种标准总线,32位地址线,64位数据线,支持多PowerPC芯片互连。可以通过简单的寄存器配置来决定采用哪种总线。本
系统选用60x总线,总线工作频率为66MHz。
第三部分是通信处理模块CPM(Communication Processor Module)。该模块是MPC8260相对其它处理器的最大优势所
在,除了带有一个增强的32位RISC专用通信控制器外,模块中还内嵌有3个FCC(Fast Communication Controller)、2个
MCC(Multiple Channel Controller)、4个SCC(Serial Channel Controller)、2个SMC(Serial Managements
Controller)。所有这些控制器都可以用来处理特定的通讯协议。
MPC8260芯片中包括四组通用I/O端口:PA、PB、PC、PD。这四组通用I/O端口与CPM有着密切关系。PA、PB、PC包
含32个管脚,PD包含28个管脚。各组端口中的每一个管脚都可以通过软件配置外接不同的信号。例如,管脚PC[2]可以配置
为外接以太网MII(Media-Independent Interface)接口的CD信号,也可配置为外接ATM(Asynchronous transfer mode异步
传输模式)UTOPIA接口的TXD信号,还可配置为一般的IO信号。
PA、PB、PC、PD四组通用I/O端口的灵活配置,结合内部SCC、FCC、SMC的可配置性,使得CPM的功能得以倍增。
CPM模块利用这四组通用I/O端口完成的通讯协议接口主要如下:
(1)2个ATM UTOPIA接口,可用来实现2个155Mbps ATM SAR。
(2)8个 TDM(时分复用线)接口,其中2个TDM接口可以无缝连接到T3/E3,最高可以提供256个全双工64kbps HDLC
通道。
(3)3个MII接口,可用来实现3个10/100Mbps自适应以太网接口。
(4)4个RS-232串口。
由此可知,MPC82760内嵌了多种通讯处理模块,可以方便地为用户提供一个全新的系统解决方案来建立高端嵌入式系
统。