基于MPC8270的MCC驅動(dòng)設計

MPC8270是廣泛應用于通信和網(wǎng)絡(luò )系統的一款通用處理器，具有強大的接口能力和多協(xié)議支持功能，非常適用于高端網(wǎng)絡(luò )和通訊設備，如路由器、電信交換機和基站等。MPC8 270多信道控制器(MCC)支持的高級數據鏈路控制(HDLC)協(xié)議是重要的數據鏈路層協(xié)議，通過(guò)E1/T1中繼傳輸HDLC數據包，是數據傳輸的重要方式。同時(shí)MCC還支持透傳模式，用來(lái)實(shí)現話(huà)音等重要業(yè)務(wù)的通信。如在E1線(xiàn)路上，把整個(gè)E1通道分成32個(gè)時(shí)隙，每個(gè)時(shí)隙分配64 kbps的帶寬，根據業(yè)務(wù)需要，可劃分一部分時(shí)隙帶寬做為數據業(yè)務(wù)通信，一部分做為話(huà)音業(yè)務(wù)通信。

1 MPC8270的硬件體系

MPC8270硬件模塊組成如圖1所示，主要由嵌入式G2_LE Core(MPC603e內核)、系統接口單元(SIU)和通信處理模塊CPM組成。G2_LE Core含16KB的指令緩存和16KB的數據緩存。系統接口單元(SIU)主要完成系統復位、啟動(dòng)和初始化、中斷管理、時(shí)鐘配置、外部總線(xiàn)接口控制等功能。通信處理模塊CPM包括一個(gè)32位的RISC處理器(CP)、3個(gè)全雙工的快速串行通信控制器(FCC)、1個(gè)多通道控制器(MCC)、4個(gè)全雙工的串行通信控制器(SCC)、2個(gè)全雙工的串行管理控制器(SMC)、1個(gè)系統外設控制口(SPI)、1個(gè)串行接口(SI)、I2C總線(xiàn)控制器等。時(shí)隙分配器(TSA)可將SCC、FCC、SMC、MCC的數據復用到4個(gè)時(shí)分復用接口(TDM)。

2 MCC工作原理

MPC8270含有一個(gè)多通道控制器MCC2(通道號128—255)，最多可支持128路獨立的HDLC或者透明傳輸通道，或者64路七號信令(SS7)通道，每一個(gè)通道都可獨立配置為不同于其它通道的工作模式，可獨立的發(fā)送和接收路由。MCC2與串行接口SI2相連接，通過(guò)配置SI2和SI2RAM路由表可以將TDM數據中的時(shí)隙任意的路由到特定的MCC2通道。

MPC8270的內核G2_LE和TDM的數據通信是通過(guò)通信處理器模塊(CPM)來(lái)完成的。CPM根據控制寄存器的標志位來(lái)執行數據發(fā)送或接收操作，操作完成后再向G2_LE內核的中斷寄存器寫(xiě)入中斷值，G2_LE內核根據中斷值調用相應的中斷處理函數，由此完成數據交互過(guò)程。

驅動(dòng)程序配置MCC2的相關(guān)寄存器后，CPM就將MCC2通道對應的發(fā)送緩沖區內的數據復制到發(fā)送FIFO內，然后SI按外部幀頭和時(shí)鐘將發(fā)送FIFO內數據發(fā)送到TDM接口上?；蛘邔祿腡DM接口上接收下來(lái)并存入到MCC通道的接收FIFO內，然后CPM再將接收FIFO內的數據復制到MCC2通道對應的接收緩存區內。

3 MCC驅動(dòng)的設計與實(shí)現

3.1 MCC初始化

下面對MCC模塊初始化的具體步驟按順序做了描述，并對每個(gè)步驟值得注意的地方進(jìn)行了說(shuō)明：

1)分配并初始化MCC操作所需的內存空間。

MCC分配內存之前必須先理解MCC的數據結構，這也是初始化工作的難點(diǎn)，如圖2所示。

數據結構的存儲區由MPC8270內部的DPRAM和外部的External Memory兩部分組成，DPRAM主要存儲參數，包括存儲通道參數Channel Parameter(固定起始地址0x0000)，全局參數Global MCC2 Parameters(固定起始地址0x8800)，外部通道參數Channel Extra Parameters(可選取未使用的DPRAM一段區域來(lái)存放)，超級通道表Super channel Table(可選取未使用的DPRAM一段區域來(lái)存放);外部存儲區External主要存儲各BD對應的數據Buffer，中斷循環(huán)表RxIntCQ、TxIntCQ也存放在外部存儲區，具體的區域需要根據使用的通道數、每個(gè)通道使用的BD的個(gè)數、每個(gè)BD對應的Buffer大小來(lái)確定。

熟悉了數據結構就可以來(lái)申請數據緩沖區、緩沖區描述符及循環(huán)中斷表所需的存儲空間;同時(shí)設置DB(緩沖器描述符)基地址，全局參數基地址，通道參數基地址，分配外部存儲空間，收發(fā)BD的存儲空間，收發(fā)中斷向量表的存儲空間。

2)關(guān)閉TDM通道。

在進(jìn)行其它寄存器配置之前必須先關(guān)閉TDM通道。

3)啟動(dòng)CP初始化收發(fā)參數。

4)配置TDM使用的硬件接口和時(shí)鐘管腳。

5)初始化循環(huán)中斷表。

6)STOP CP收發(fā)。

7)初始化SIRAM。

Disable SI2GMR， 配置SI2AMR，SI2BMR，SI2CMR，SI2DMR，將所有路由表清0，最后配置路由表，注意：收發(fā)路由表空間各512字節，4個(gè)Bank，每個(gè)Bank分前32入口，后32入口(可不用)，每個(gè)入口2個(gè)字節。

8)初始化收發(fā)BD的狀態(tài)，設置BD狀態(tài)，分配接收緩存區族。

設置收BD狀態(tài)為空0x8000，設置中斷BIT位0x1000，最后一個(gè)BD需設置Wrap位;發(fā)BD狀態(tài)需設置Ready位0x8000：crc：0x0c00,Interrupt 0x1000，最后一個(gè)BD需設置Wrap位。

9)初始化MCC全局參數。

10)緩沖區描述符BD和數據緩沖區。

11)所使用通道的MCC參數。

通道參數的設置，需要清楚各個(gè)通道參數的地址范圍，每個(gè)通道64字節。通道參數中可使能需要的中斷，區分出通道的使用協(xié)議，比如是HDLC還TRAN等。

12)初始化所使用通道的MCC外部參數。

每個(gè)通道的外部參數8個(gè)字節，用于指向此通道各BD的地址對應的外部Buffer地址。

13)使能CP收發(fā)，使能TDM。

使能TDM是MCC正式工作的最后一步，如果工作需要重新配置MCC參數，也必須先停止TDM，完成參數修改后再啟動(dòng)TDM。

3.2 中斷處理

中斷程序收到一個(gè)MCC通道產(chǎn)生中斷請求時(shí)，首先清除MCC中斷，獲取MCCE寄存器的中斷標志，然后根據MCCE[RINTx]和MCCE[TINT]的值來(lái)處理循環(huán)中斷表，中斷信號流程如圖3所示。

3.3 接收數據

MCC收到數據后將數據寫(xiě)入外部已分配好的緩沖區，然后通過(guò)中斷程序通知接收程序去接收數據。數據接收程序根據中斷帶來(lái)的參數通道號(MCN)和BD偏移量去找到相應的緩沖區，并從緩沖區獲取數據，接收信號流程如圖4所示。

3.4 發(fā)送數據

數據發(fā)送函數首先判斷發(fā)送通道的狀態(tài)，若允許發(fā)送則將需發(fā)送BD基地址指向需發(fā)送的數據緩沖區的基地址，然后設置發(fā)送標志啟動(dòng)發(fā)送。通信協(xié)處理器(CPM)會(huì )自動(dòng)完成數據從緩沖區到線(xiàn)路接口的發(fā)送。數據發(fā)送完成后通信協(xié)處理器會(huì )設置中斷標志，并由中斷處理程序通知數據發(fā)送完成，接收信號流程如圖5所示。