MPC8280多通道HDLC控制器的應(yīng)用

摘要：介紹了一種采用MPC8280處理器內(nèi)部的多通道通信控制單元，來處理多個同步通信接口數(shù)據(jù)的方法。該通信控制單元可廣泛用于背板互聯(lián)、多協(xié)議接口、信令傳輸通道等領(lǐng)域。
關(guān)鍵詞：時分復(fù)用；同步通信；多通道通信控制單元；HDLC

1 概述
時分復(fù)用是當前同步通信系統(tǒng)中用以提高數(shù)據(jù)傳輸效率的常用方法。例如第2代移動通信GSM系統(tǒng)，光同步傳輸網(wǎng)SDH等都是使用時分復(fù)用的例子。在現(xiàn)代通信設(shè)備的研發(fā)中，常常會遇到高速背板通信、多協(xié)議接口、網(wǎng)絡(luò)管理信令通道等需要同時處理多個同步通信接口數(shù)據(jù)的情況。本文介紹了一種采用MPC8280處理器芯片內(nèi)部的多通道通信控制單元，來處理多個同步通信接口數(shù)據(jù)的方法。
MPC8280是飛思卡爾公司PowerQUICC II產(chǎn)品線的較新成員。它采用0．13 μm工藝制造。內(nèi)核、I／O的供電電壓分別為1．5 V、3．3 V。MPC8280相比該公司的MPC8260，制造工藝和工作頻率均有所提升，但因為核心電壓下降，功耗反而下降。而且，MPC8280片內(nèi)的DPRAM(雙口靜態(tài)存儲器)容量增加了一倍，此外還增加了PCI和USB。
MPC8280芯片由主內(nèi)核、SIU、CPM等3個主要功能模塊組成，如圖1所示。MPC8280的處理器主內(nèi)核稱為G2_LE，它是一種PowerPC架構(gòu)的多級流水線超標量處理器。MPC8280內(nèi)核運行頻率為166～450 MHz。SIU模塊主要負責60x總線控制、PCI橋及時鐘產(chǎn)生。CPM模塊負責處理通信事務(wù)，即處理SCC、SMC、FCC、MCC、USB、SPI、I2C等通信控制單元收發(fā)數(shù)據(jù)。本文所述的多通道HDLC控制器即采用CPM下的MCC(多通道控制器)通信控制單元來實現(xiàn)。

MPC8280片內(nèi)集成的靜態(tài)存儲器包括DPRAM、全局配置寄存器、SI RAM(串行接口路由表配置空間)。其中，第1塊32 KB的數(shù)據(jù)DPRAM空間被等分成16個bank(存儲空間塊)。CPM中的通信控制單元除了使用全局配置寄存器進行最基本的參數(shù)配置外，還須使用參數(shù)配置存儲區(qū)塊進一步配置。一般CPM中每個通信控制單元都有2個參數(shù)配置存儲區(qū)塊，參數(shù)配置存儲區(qū)塊均定位在DPRAM中的指定地址。SI RAM主要用于配置TSA(時隙分配器)的路由表。

2 SI(TSA)的設(shè)計
MCC總是和SI(串行接口)配合使用(因為MCC只是數(shù)據(jù)處理單元，不負責通信數(shù)據(jù)與MPC8280引腳的交互)，因此，只有SI配置好，MCC單元才能正常工作。每個MCC僅與1個SI相關(guān)聯(lián)，而且，MCC1只允許連接到SI1，MCC2只允許連接到SI2。
MPC8280片內(nèi)含2個SI，每個SI最多可控制4個TDM(時分復(fù)用)口。每個TDM口均擁有各自獨立的收發(fā)幀同步脈沖、收發(fā)時鐘引腳。時鐘的同步邊沿、時鐘倍頻(1×或2×時鐘模式)、幀同步信號的超前時鐘位數(shù)可編程控制。SI與MCC的關(guān)系如圖2所示。

TSA的主要工作是數(shù)據(jù)選路，即將CPM內(nèi)各個通信控制單元的I／O數(shù)據(jù)以比特或字節(jié)為單位輸送到TDM口上。換句話說，TSA相當于MPC8280的CPM模塊中各通信控制單元(MCC、SCC、SMC、FCC等)進行TDMA(時分復(fù)用)的功能模塊，對TSA的編程與后端的通信控制單元無關(guān)。TSA根據(jù)由SI RAM構(gòu)造的路由表執(zhí)行選路。
SI自身沒有緩存，它直接與后端各通信控制單元的FIFO相連；SI在時鐘的驅(qū)動下，按照路由表的配置，將接收到的幀比特流分別送到各指定通信控制單元的FIFO中，以及將各指定通信控制單元的FIFO中的數(shù)據(jù)輸出到TDM口的引腳上，并與各通信控制單元的BD(緩沖區(qū)描述符)表和中斷交互，完成通信任務(wù)。