基于MPC8280多通道控制器驅(qū)動的研究

介紹了嵌入式PowerPC 處理器MPC8280 和多通道控制器的主要特征。MPC8280 具有8 個TDM 接口，每個TDM 均支持E1/T1 接口。多通道控制器可以使MPC8280 最多支持256路獨立的HDLC 或者透明傳輸通道。通過多通道控制器可以方便地實現(xiàn)時分復用數(shù)據(jù)的復用和解復用。本文重點研究了多通道控制器的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)組織方式及驅(qū)動程序的實現(xiàn)過程，給出了主要功能函數(shù)的設(shè)計流程，并在VxWorks5.5 操作系統(tǒng)上進行了綜合測試。

　　1 MPC8280 處理器特性及MCC 概述

　　MPC8280 是一款集成了高性能的PowerPC? RISC 微處理器和諸多外圍通信控制器的多用途通信處理器，在通信和網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)有較為廣泛的應(yīng)用。

　　MPC8280 模塊組成如圖1 所示。其中，G2_LE 內(nèi)核是MPC603e 微處理器的嵌入式版本，具有16KB 的指令緩存和16KB 的數(shù)據(jù)緩存；系統(tǒng)接口單元SIU 主要完成系統(tǒng)復位、中斷管理、時鐘配置、總線接口及內(nèi)存控制等功能；通信處理模塊CPM 包括一個32 位的RISC 處理器CP，三個全雙工的快速串行通信控制器FCC，兩個多通道控制器MCC，四個全雙工的串行通信控制器SCC，兩個全雙工的串行管理控制器SMC，SPI 接口，I2C 總線控制器等。時隙分配器可將SCC、FCC、SMC、MCC 的數(shù)據(jù)復用到八個時分復用接口TDM。

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圖1 MPC8280 模塊結(jié)構(gòu)圖

　　MPC8280 有兩個具有時隙分配器的串行接口，分別為SI1 和SI2。每個SI 有四個時分復用接口。SI1 和SI2 分別對應(yīng)為TDMa1,TDMb1,TDMc1，TDMd1 和TDMa2，TDMb2，TDMc2，TDMd2。SI 可以根據(jù)SIRAM 的配置將TDM 的某一時隙路由到特定的接口（如TDMa1 的第2個時隙到MCC1 的第3 個通道，TDMb2 的第1 個時隙到FCC1 等）。

　　一個MCC 可以支持最多128 路獨立的時分串行通道。MPC8280 具有兩個MCC，每個MCC連接到一個SI。MCC 的數(shù)據(jù)流可以通過SI 的四個時分復用接口TDM 中的任何一個進行數(shù)據(jù)傳輸。

　　一個MCC 中的128 個通道以32 個為一組連接到某一個TDM 接口上。MCC1 的通道（0-127）只能連接到SI1 上，MCC2 的通道（128-255）只能連接到SI2 上。MCC 的每一個通道都可獨立配置為不同于其它通道的工作模式。通過配置SI 和SIRAM 可以將TDM 數(shù)據(jù)中的時隙路由到特定的MCC 通道。

　　每個MCC 都具有以下特性：最多達128 路獨立的HDLC 或者透明傳輸通道，或者64 路SS7 通道；獨立的發(fā)送和接收路由；每一通道都可支持HDLC、透明傳輸或者SS7 協(xié)議。

　　2 MCC 操作概述

　　MPC8280 的內(nèi)核G2_LE 和外部的通信是由CPM 來完成。CP 根據(jù)相應(yīng)的接口控制寄存器配置來執(zhí)行數(shù)據(jù)發(fā)送或接收操作,操作完成后再向G2_LE 內(nèi)核的中斷寄存器寫入中斷值。

　　G2_LE 內(nèi)核根據(jù)中斷值調(diào)用相應(yīng)的中斷處理函數(shù)，由此完成數(shù)據(jù)交互過程。

　　每一個MCC 能通過相應(yīng)的SI 連接到TDM 接口上。一旦SI 的某個TDM 被配置為包含有MCC 通道的時隙并且TDM 開始工作，CP 就將MCC 通道發(fā)送緩沖區(qū)內(nèi)的數(shù)據(jù)復制到發(fā)送FIFO內(nèi)，然后SI 在時鐘驅(qū)動下將MCC 通道的發(fā)送FIFO 內(nèi)數(shù)據(jù)發(fā)送到TDM 接口上，或者將數(shù)據(jù)從TDM 接口上接收下來并存入到MCC 通道的接收FIFO 內(nèi)，然后CP 再將接收FIFO 內(nèi)的數(shù)據(jù)復制到MCC 通道的接收緩存區(qū)內(nèi)。

　　CP 通過一系列與MCC 相關(guān)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來實現(xiàn)對MCC 通道FIFO 的管理。MCC Globalparameters 管理著MCC 模塊的各個通道，以及操作這些通道所用到的門限參數(shù)和基址指針的配置。每個通道還有一組channel-specific parameters 和channel-extra parameters，包含了該通道的協(xié)議狀態(tài)信息和指向該通道的接收及發(fā)送緩存描述符的指針。

　　Channel-specific parameters 會因該通道所工作的協(xié)議不同而作不同的解釋。如果TDM的配置含有MCC 超通道（super-channel）時隙的話還要用到超通道表（Super-channelTable）。

　　● global Parameters MCC1 的global parameters 適用于通道0—127，MCC2 的global parameters 適用于通道128—255，分別位于相對于DPRAM 基址偏移0x8700 和0x8800 處。

　　●Channel-specific Parameters 這些參數(shù)僅局限于相應(yīng)的MCC 通道，位于相對于DPRAM 基址偏移64×CH_NUM 處。

　　● Channel Extra Parameters 包含相應(yīng)通道緩存描述符的基址和指針。位于相于對DPRAM 基址偏移XTRABASE+8×CH_NUM 處。其中XTRABASE 是MCC Global Parameters 之一。

　　● Super-channel Table 僅當在SIRAM 中配置了超通道時使用。位于相對于DPRAM基址偏移SCTPBASE 處。其中SCTPBASE 是MCC Global Parameters 之一。由于我們的應(yīng)用場合未使用到超通道，所以未對該參數(shù)進行配置。

　　● BD Tables 位于外部存儲器。接收通道的緩存描述符表位于相對于DPRAM 基址偏移MCCBASE+8×RBASE 處。發(fā)送通道的緩存描述符表位于相對于DPRAM 基址偏移MCCBASE+8×TBASE 處。MCCBASE 是Global Parameters 之一，RBASE/TBASE 是Channel Extra Parameters之一。

　　● Interrupt Queues 位于外部存儲器。共有一個發(fā)送中斷表和一至四個接收中斷表。TINTBASE 指向發(fā)送中斷表，RINTBASE指向接收中斷表。TINTBASE 和RINTBASE均為Global Parameters。

　　3 MCC 驅(qū)動的設(shè)計與實現(xiàn)

　　該驅(qū)動運行在嵌入式操作系統(tǒng)VxWorks5.5 之上，開發(fā)環(huán)境為Tornado 2.2.1 for PPC。

　　MCC 驅(qū)動主要分為以下幾部分：