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基于MPC8260处理器的PPMC系统

时间:2007-1-20栏目:电子通信论文

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,极大地延长了研发周期。
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    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。
基于MPC8260处理器的PPMC系统
    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

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。
基于MPC8260处理器的PPMC系统
    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。
基于MPC8260处理器的PPMC系统

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