基于MPC8247嵌入式電力交換系統的設計與實(shí)現

摘要：首先介紹了基于MPC8247的嵌入式電力交換系統的硬件平臺，著(zhù)重闡述了如何在MPC8247處理器上開(kāi)發(fā)嵌入式電力交換系統，主要包括開(kāi)發(fā)環(huán)境的搭建、系統引導模塊U-Boot修改、內核的裁剪和移植，交換軟件SDK移植，應用軟件ZebOS的編譯等。通過(guò)電力交換設備(DPN8000)的現場(chǎng)應用，證實(shí)該系統具有體積小，功耗低，高帶寬等優(yōu)點(diǎn)，為電力通信網(wǎng)絡(luò )和系統的開(kāi)發(fā)做出了貢獻。
關(guān)鍵詞：嵌入式系統；MPC8247；電力交換系統；移植

隨著(zhù)電力通信的發(fā)展，電力業(yè)務(wù)量的增加，對嵌入式電力設備的I／O處理能力有了更高的要求，尤其需要能提供大容量、高速率和高帶寬的語(yǔ)音、數據和視頻業(yè)務(wù)支撐的嵌入式接入設備，因此，性能高，功耗低的大容量嵌入式電力設備倍受青睞。
Freescale公司生產(chǎn)的PowerPC處理器MPC8247具有集成度高，功耗低和能支持豐富的外圍設備等優(yōu)點(diǎn)，再搭配IP Infusion的ZebOS(R)軟件，實(shí)現了快速通信與高吞吐率的數據處理，有效地提高了網(wǎng)絡(luò )的性能、降低了網(wǎng)絡(luò )基礎設施的成本并增加了運營(yíng)商和企業(yè)的收益，很好地解決了嵌入式電力通信設備遇到的問(wèn)題。本文以開(kāi)發(fā)大容量電力光交換設備OLT(DPN8000)為背景，介紹了電力交換系統的硬件設計和嵌入式交換系統系統開(kāi)發(fā)的搭建，重點(diǎn)針對如何實(shí)現嵌入式電力交換系統給出解決辦法。

1 硬件平臺的概述
MPC8247板主要包括CPU子系統，其系統框圖如圖1所示。

MPC8247是Freescale公司MPC82XX系列微處理器的一種，主要由G2_LE內核(PowerPC 603e內核的一種)，系統接口單元SIU以及通信處理模塊CPM組成。支持60x總線(xiàn)，其數據線(xiàn)寬為64位，地址線(xiàn)為32位；支持PCI／LOCAL總線(xiàn)，其數據線(xiàn)寬為32位，地址線(xiàn)為32位。PowerPC8247內核工作時(shí)鐘最高為400 MHz，CPM工作時(shí)鐘最高為200 MHz。外設接口大致如下：
(1)SDRAM：64位256 MB容量，由4片64 MB的MT48LC32M16A2TG組成，使用Local Bus的D[0：63]和A[16：28]。
(2)FLASH：32 MB容量，由2片16 MB的S29GL128N組成，設計中該FLASH工作在WORD模式，使用Local Bus的D[0：31]和A[4：29]。
(3)PCI總線(xiàn)：引出一個(gè)32位66 MHz的PCI總線(xiàn)，經(jīng)過(guò)PCI-PCIe橋片PI7C9X10轉換成為PCIe總線(xiàn)，經(jīng)XMC連接器連接到底板的交換芯片BCM56 338，作為Fabric芯片的管理端口。

2 嵌入式系統開(kāi)發(fā)環(huán)境的搭建
2．1 準備開(kāi)發(fā)環(huán)境
通常嵌入Linux的開(kāi)發(fā)分為主機系統和目標系統，他們之間通過(guò)網(wǎng)絡(luò )接口和串口互連，網(wǎng)口一般用以下載程序和內核映像文件，串口一般作為console控制臺來(lái)使用，在主機通過(guò)超級終端與目標系統進(jìn)行命令交互，就像PC的鍵盤(pán)和顯示器。
嵌入Linux系統模型如圖2所示。

2．1．1 安裝開(kāi)發(fā)編譯環(huán)境
通常主機與目標板的CPU都不相同，需要進(jìn)行交叉編譯。在本項目中使用了GNU GCC工具鏈。GNUGCC的PowerPC版本需要交叉編譯，所有源代碼可以從FSF的FTP站點(diǎn)。
整個(gè)建立過(guò)程為：下載源文件、補丁和建立編譯的目錄；建立內核頭文件；建立二進(jìn)制工具(binutils)；建立初始編譯器(bootstrap gcc)；建立C庫(glibc)；建立全套編譯器(full gcc)。
安裝好之后可以用“which ppc_8xx．gcc”來(lái)查找一下產(chǎn)生的目標執行文件在哪里。