基于MPC8260处理器的PPMC系统

    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。

    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。

    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（A