融合雙處理器的高性能微處理器MPC8260

引言

　　隨著數字通信和網絡技術的發展，傳統的通信和網絡設備的開發模式已不再適應當前的需要，智能化、嵌入式、大容量、高集成度將逐漸成為IT產品的主要特點。同時，把通信和網絡集成在一起也日漸成為各商家矚目的焦點。由摩托羅拉公司研發的MPC8260微處理芯片正是開發此類產品的理想選擇。

MPC8260簡介

　　MPC8260 PowerQUICC II 是目前最先進的為電信和網絡市場而設計的集成通信微處理器之一。高速的嵌入式PowerPC內核，及網絡和通信外圍設備的高度集成，摩托羅拉公司為用戶提供了一個全新的系統解決方案來建立高端通信系統。MPC8260有兩個CPU：嵌入的PowerPC內核和通信處理模塊（CPM）。由于CPM分擔了嵌入式PowerPC核的外圍工作任務，這種雙處理器體系結構功耗要低于傳統的體系結構的處理器。MPC8260內部結構主要有三個模塊：PowerPC核（MPC603e）、系統接口單元（SIU）和通信處理模塊（CPM）。

　　MPC603e核是一高性能低功耗的嵌入式PowerPC處理核，主要處理高層任務。分別有16KB 獨立的指令高速緩存和數據高速緩存，并有一個公共在片調試處理器（COP）。對整數操作執行SPEC95基準。當核工作于200MHZ時，其處理能力可以達到280MIPS。

　　SIU主要包括控制系統啟動和初始化的若干功能，如操作、保護以及外部系統總線管理等。其關鍵特性如下：

　　系統配置和保護（提供各種監視器和定時器，如總線監視器、軟件看門狗、周期中斷定時器等）;

　　時鐘同步器（產生MPC8260各模塊所需時鐘信號）;
　　60X總線接口（采用標準的流水線技術）;
　　兩個靈活的高性能SDRAM存儲器控制器;
　　擴展L2高速緩存控制器接;
　　IEEE1149.1 JTAG測試接入（TAP）。
　　
　　MPC8260的CPM內含通信處理器（CP）的能力很強，可以支持高比特率協議的通信，如ATM（全雙工155Mbps）和快速以太網（全雙工100Mbps）。其主要內容如下：

　　CP是一嵌入式32位精簡指令集微控制器，駐留在CPM本地總線上。
　　有兩個可同時傳輸的串行DMA（SDMA）。主要用于60X總線和本地總線的突發傳輸。
　　有三個全雙工串行快速通信控制器（FCC）。每個FCC可連到自己的MII（媒體獨立接口）。FCC1還可連到8位或16位UTOPIA二級接口，用于ATM通信，FCC2可連到8位UTOPIA二級接口。FCC 除支持ATM外，還支持IEEE 802。3和快速以太網協議、E3速率（45Mbps）的HDLC和全透明操作。
　　
　　有兩個多通道控制器（MCC），通過在八個TDM上復用，總計可處理256 64Kbps 的HDLC或透明信道。MCC 還支持速率超過或低于64Kbps的超信道。

　　有四個全雙工串行通信控制器（SCC），支持IEEE 802.3/以太網、HDLC、UART、同步UART、BISYNC以及透明協議。

　　有兩個全雙工串行管理控制器（SMC）。支持GCI、UART和透明操作。

　　有一個串行外圍接口（SPI）。

　　有一個I2C總線控制器。

　　有一個時隙分配器（TSA）。支持來自四個SCC，三個FCC和兩個SMC的數據的復用。

　　具有虛擬DMA功能。

　　在片內有24K字節的雙口RAM?！?/SPAN>

實際應用

　　在應用部分，主要通過在實際開發中對MPC8260的使用來簡要介紹其一種基本功能 使用兩個多通道控制器（MCC）實現對４對E1標準信號的采集分路。

　　８路速率為2.048Mb/S符合E1標準的數據進入MPC8260，８路E1在MPC8260內部分成兩部分，第一部分由MCC1（多通道控制器１）控制，第二部分由MCC2控制，兩者控制原理相同。對于MCC1控制的４路E1數據TDMa1、TDMb1、TDMc1和TDMd1，用通道配置寄存器編程分成128路。在64MB的SDRAM中，控制器為每一路數據分別分配了一個接收緩沖區和一個發送緩沖區。當一個E1中的一個通道有數據時，MPC8260首先確定此E1是屬于哪個控制器控制（如果在通道0-127范圍內，則由MCC1控制；如果在通道128-255范圍內，則由MCC2控制）；然后確定是屬于4個TDM中的哪一個控制，在這一級可以通過編程寄存器靈活分配。在找到自己所在的MCC以及所在的TDM后，MPC8260可以根據數據是透明方式或HDLC方式采取不同的處理；最后根據內部定義的各種參數，將進來的數據處理后傳到預先分配好的緩沖區中，通過60x總線由橋芯片PowerSpan送到主機內存中并存儲（采集的數據也可以通過10M以太網口直接送出），完成一路E1數據中的一個通道的獨立采集處理。

結束語

　　本文簡要介紹了PowerPC系列的一款高性能微處理器的主要功能和特點，并以實際應用為例簡述了其多種用途中的一種。所述應用部分已經在實際工作中得到驗證。相對于傳統的采集處理方式，大大簡化了系統結構，提高了速度和性能。