MPC8250处理器及其在宽带接入中的应用

摘要：MPC8250是Motorola公司推出的高性能32位嵌入式微处理器MPC82XX系列中的一种，本文介绍MPC8250的结构与特点，并与MPC860的特点进行对比，在此基础之上分析MPC8250应用于宽带接入产品的优势所在。最后提出一种充分利用MPC8250优点的接入路由器硬件设计方案。

    关键词：嵌入式处理器 MPC8250 接入路由器

1 MPC8250简介

MPC8250是Motorla公司在嵌入式徽顺MPC860基础之上推出的MPC82XX系列微处理器中的一种。MPC82XX系列保留了MPC860的嵌入式PowerPC内核和通信处理模块CPM并存的体系结构，同时进一步提高了工作频率、集成了更多的外围器件、提供了丰富的总线接口。其中，MPC8250没有集成在一数据通信设备中不常使用、而且较为昂贵的ATM处理模块，进一步降低了成本。MPC8250的内部结构基于PowerQUICC结构，主要由PowerPC内核、系统接口单元SIU、通信处理单元CPM构成。它支持60x总线，其数据线为64位，地址线为32位；支持PCI/LOCAL总线，其数据线为32位，地址线为32位。内核工作时钟最高300MHz，CPU工作时钟最高200MHz。内部结构如图1所示。

①PowerPC内核：完成中央处理器的功能，执行高层程序偌，它与SIU和CPM通过独立的指令Cache和数据Cache通信，通过MMU对存储器进行管理。

②系统接口单元SIU：包括CPU的复位、中断控制器、时钟配置等功能。内部包括60x总线控制器、PCI/LOCAL总线到60x总线的桥接器、存储器控制器、时钟控制器等。MPC8250的存储控制器部分集成了SDRAM控制器，通过设置寄存器即可完成与SDRAM的接口配置，与MPC860配置UPM表的方式相比，极大地降低了开发的复杂度。
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    ③通信处理单元CPU：CPM可与内核并行工作，处理通信控制中的底层任务。内部包括32位RISC通信控制器、DMA通道、用于内部交换数据的32KB双口RAM、中断控制器、波特率发生器、计数器等。CPM部分还集成了4个时分复用TDM接口、3个媒体无关接口MII和非时分复用串行接口NMSI三种物理层接口，它们之间的选择由串行接口SI模块控制。CPM部分最主要的功能模块是它所集成的大量可同时使用的通信控制单元，包括：

*1个多通道通信控制器MCC，可工作于HDLC模式，物理层接口为TDM方式，最多可以同时与4个TDM接口相连；

*3个快速通信控制器FCC，可工作于HDLC、10M/100Mbit/s以太网和透明模式，物理层接口为TDM或MII方式，当物理层工作于TDM方式时，最高可以支持T3/E3速率；

*4个串行通信控制器SCC，可工作于HDLC、UART、同步UART、BISYNC、10Mbit/s以太网、AppleTalk、透明模式，物理层接口为TDM或NMSI方式；

*2个串行管理控制器SMC，可工作于UART或透明方式，物理层接口为TDM或NMSI方式；

*1个I2C控制器；

*1个SPI控制器。

2 MPC8250与MPC860的对比

现有的很多宽带接入产品多是以Motorola公司的PowerQUICC系列CPU MPC860为核心构建的。与MPC8250相比，除了通信控制单元类型不够丰富、存储控制器的UPM方式开发难度高等缺点之外，另一个显著的劣热是工作时钟频率低。这不仅制约了系统的处理能力，也增加了软件开发的难度。表1简要对比了MPC8250与MPC860的特点。

表1 MPC8250与MPC860的对比

　 MPC8250 MPC860 内核工作时钟 300MHz 50MHz CPM工作时钟 200MHz 50MHz 总线数据宽度 64bit 32bit PCI总线支持 有 无 存储器控制器个数 12 8 MCC 1 无 FCC

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