屈丹

（中國電子科技集團(tuán)公司第三十研究所 四川 成都610041）

MPC8270是廣泛應(yīng)用于通信和網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的一款通用處理器，具有強(qiáng)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(shè)備，如路由器、電信交換機(jī)和基站等[1]。MPC8270多信道控制器 (MCC)支持的高級數(shù)據(jù)鏈路控制(HDLC)協(xié)議是重要的數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議，通過E1/T1中繼傳輸HDLC數(shù)據(jù)包，是數(shù)據(jù)傳輸?shù)闹匾绞絒2]。同時(shí)MCC還支持透傳模式，用來實(shí)現(xiàn)話音等重要業(yè)務(wù)的通信。如在E1線路上，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(jù)業(yè)務(wù)需要，可劃分一部分時(shí)隙帶寬做為數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)通信，一部分做為話音業(yè)務(wù)通信。

1 MPC8270的硬件體系

MPC8270硬件模塊組成[3]如圖1所示，主要由嵌入式G2_LE Core（MPC603e內(nèi)核）、系統(tǒng)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(shù)據(jù)緩存。系統(tǒng)接口單元(SIU)主要完成系統(tǒng)復(fù)位、啟動(dòng)和初始化、中斷管理、時(shí)鐘配置、外部總線接口控制等功能。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(tǒng)外設(shè)控制口(SPI)、1 個(gè)串行接口(SI)、I2C總線控制器等。 時(shí)隙分配器（TSA）可將 SCC、FCC、SMC、MCC的數(shù)據(jù)復(fù)用到4個(gè)時(shí)分復(fù)用接口(TDM)。

圖1 MPC8270模塊結(jié)構(gòu)圖Fig.1 The architecture of MPC8270

2 MCC工作原理

MPC8270含有一個(gè)多通道控制器MCC2（通道號(hào)128-255），最多可支持128路獨(dú)立的HDLC或者透明傳輸通道，或者64路七號(hào)信令(SS7)[4]通道，每一個(gè)通道都可獨(dú)立配置為不同于其它通道的工作模式，可獨(dú)立的發(fā)送和接收路由。MCC2與串行接口SI2相連接，通過配置SI2和SI2RAM路由表可以將TDM數(shù)據(jù)中的時(shí)隙任意的路由到特定的MCC2通道。

MPC8270的內(nèi)核G2_LE和TDM的數(shù)據(jù)通信是通過通信處理器模塊(CPM)來完成的[5]。CPM根據(jù)控制寄存器的標(biāo)志位來執(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。

驅(qū)動(dòng)程序配置MCC2的相關(guān)寄存器后，CPM就將MCC2通道對應(yīng)的發(fā)送緩沖區(qū)內(nèi)的數(shù)據(jù)復(fù)制到發(fā)送FIFO內(nèi)，然后SI按外部幀頭和時(shí)鐘將發(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CPM再將接收FIFO內(nèi)的數(shù)據(jù)復(fù)制到MCC2通道對應(yīng)的接收緩存區(qū)內(nèi)[6]。

3 MCC驅(qū)動(dòng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

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)行了說明：

1）分配并初始化MCC操作所需的內(nèi)存空間。

MCC分配內(nèi)存之前必須先理解MCC的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，這也是初始化工作的難點(diǎn)，如圖2所示。

圖2 MPC8270 MCC2數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)圖Fig.2 The data structure of MCC2

數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的存儲(chǔ)區(qū)由MPC8270內(nèi)部的DPRAM和外部的External Memory兩部分組成，DPRAM主要存儲(chǔ)參數(shù)，包括存儲(chǔ)通道參數(shù)Channel Parameter（固定起始地址0x0000），全局參數(shù)Global MCC2 Parameters（固定起始地址0x8800），外部通道參數(shù)Channel Extra Parameters（可選取未使用的DPRAM一段區(qū)域來存放），超級通道表 Super channel Table（可選取未使用的DPRAM一段區(qū)域來存放）；外部存儲(chǔ)區(qū)External主要存儲(chǔ)各BD對應(yīng)的數(shù)據(jù)Buffer，中斷循環(huán)表RxIntCQ、TxIntCQ也存放在外部存儲(chǔ)區(qū)，具體的區(qū)域需要根據(jù)使用的通道數(shù)、每個(gè)通道使用的BD的個(gè)數(shù)、每個(gè)BD對應(yīng)的Buffer大小來確定。

熟悉了數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)就可以來申請數(shù)據(jù)緩沖區(qū)、緩沖區(qū)描述符及循環(huán)中斷表所需的存儲(chǔ)空間；同時(shí)設(shè)置DB(緩沖器描述符)基地址，全局參數(shù)基地址，通道參數(shù)基地址，分配外部存儲(chǔ)空間，收發(fā)BD的存儲(chǔ)空間，收發(fā)中斷向量表的存儲(chǔ)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(shù)。

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。

DisableSI2GMR， 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(jié)，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(jié)。

8）初始化收發(fā)BD的狀態(tài)，設(shè)置BD狀態(tài)，分配接收緩存區(qū)族。

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

9）初始化MCC全局參數(shù)。

10）緩沖區(qū)描述符BD和數(shù)據(jù)緩沖區(qū)。

11）所使用通道的MCC參數(shù)。

通道參數(shù)的設(shè)置，需要清楚各個(gè)通道參數(shù)的地址范圍，每個(gè)通道64字節(jié)。通道參數(shù)中可使能需要的中斷，區(qū)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(shù)。

每個(gè)通道的外部參數(shù)8個(gè)字節(jié)，用于指向此通道各BD的地址對應(yīng)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(shù)，也必須先停止TDM，完成參數(shù)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)[7]，首先清除MCC中斷，獲取MCCE寄存器的中斷標(biāo)志，然后根據(jù)MCCE[RINTx]和MCCE[TINT]的值來處理循環(huán)中斷表，中斷信號(hào)流程如圖3所示。

3.3 接收數(shù)據(jù)

MCC收到數(shù)據(jù)后將數(shù)據(jù)寫入外部已分配好的緩沖區(qū)，然后通過中斷程序通知接收程序去接收數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)接收程序根據(jù)中斷帶來的參數(shù)通道號(hào)(MCN)和BD偏移量去找到相應(yīng)的緩沖區(qū)[8]，并從緩沖區(qū)獲取數(shù)據(jù)，接收信號(hào)流程如圖4所示。

圖3 MCC2中斷信號(hào)流程圖Fig.3 The interrupt signal flow chart of MCC2

圖4 MCC2接收信號(hào)流程圖Fig.4 The receiving signal flow chart of MCC2

3.4 發(fā)送數(shù)據(jù)

數(shù)據(jù)發(fā)送函數(shù)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(shù)據(jù)緩沖區(qū)的基地址，然后設(shè)置發(fā)送標(biāo)志啟動(dòng)發(fā)送。通信協(xié)處理器(CPM)會(huì)自動(dòng)完成數(shù)據(jù)從緩沖區(qū)到線路接口的發(fā)送。數(shù)據(jù)發(fā)送完成后通信協(xié)處理器會(huì)設(shè)置中斷標(biāo)志，并由中斷處理程序通知數(shù)據(jù)發(fā)送完成，接收信號(hào)流程如圖5所示。

圖5 MCC2發(fā)送信號(hào)流程圖Fig.5 The sending signal flow chart of MCC2

4 結(jié)束語

該驅(qū)動(dòng)程序運(yùn)行的操作系統(tǒng)是VxWorks5.5，開發(fā)環(huán)境為Tornado2.2.1，MCC通道工作模式可配置為 HDLC或者Transparent模式。

所設(shè)計(jì)的MCC驅(qū)動(dòng)程序已應(yīng)用于通信設(shè)備上，該設(shè)備可通過標(biāo)準(zhǔn)的E1口與路由器連接，鏈路層協(xié)議采用HDLC，在幀結(jié)構(gòu)配置為結(jié)構(gòu)化和非結(jié)構(gòu)化模式下均通信正常。該設(shè)備還通過E1口與其它通信設(shè)備進(jìn)行通信，數(shù)據(jù)時(shí)隙采用HDLC協(xié)議，話音時(shí)隙采用透傳模式協(xié)議。

經(jīng)過長時(shí)間的驗(yàn)證，該設(shè)備的數(shù)據(jù)和話音通信功能正常，運(yùn)行穩(wěn)定可靠。

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