基于MPC8270的MCC驅動設計

屈丹

（中國電子科技集團公司第三十研究所 四川 成都610041）

MPC8270是廣泛應用于通信和網絡系統的一款通用處理器，具有強大的接口能力和多協議支持功能，非常適用于高端網絡和通訊設備，如路由器、電信交換機和基站等[1]。MPC8270多信道控制器 (MCC)支持的高級數據鏈路控制(HDLC)協議是重要的數據鏈路層協議，通過E1/T1中繼傳輸HDLC數據包，是數據傳輸的重要方式[2]。同時MCC還支持透傳模式，用來實現話音等重要業務的通信。如在E1線路上，把整個E1通道分成32個時隙，每個時隙分配64 kbps的帶寬，根據業務需要，可劃分一部分時隙帶寬做為數據業務通信，一部分做為話音業務通信。

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、啟動和初始化、中斷管理、時鐘配置、外部總線接口控制等功能。通信處理模塊CPM包括一個32位的RISC處理器(CP)、3個全雙工的快速串行通信控制器 (FCC)、1個多通道控制器(MCC)、4個全雙工的串行通信控制器(SCC)、2個全雙工的串行管理控制器(SMC)、1 個系統外設控制口(SPI)、1 個串行接口(SI)、I2C總線控制器等。 時隙分配器（TSA）可將 SCC、FCC、SMC、MCC的數據復用到4個時分復用接口(TDM)。

圖1 MPC8270模塊結構圖Fig.1 The architecture of MPC8270

2 MCC工作原理

MPC8270含有一個多通道控制器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)[4]通道，每一個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數據中的時隙任意的路由到特定的MCC2通道。

MPC8270的內核G2_LE和TDM的數據通信是通過通信處理器模塊(CPM)來完成的[5]。CPM根據控制寄存器的標志位來執行數據發送或接收操作，操作完成后再向G2_LE內核的中斷寄存器寫入中斷值，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程。

驅動程序配置MCC2的相關寄存器后，CPM就將MCC2通道對應的發送緩沖區內的數據復制到發送FIFO內，然后SI按外部幀頭和時鐘將發送FIFO內數據發送到TDM接口上。或者將數據從TDM接口上接收下來并存入到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[6]。

3 MCC驅動的設計與實現

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，并對每個步驟值得注意的地方進行了說明：

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，如圖2所示。

圖2 MPC8270 MCC2數據結構圖Fig.2 The data structure of MCC2

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一段區域來存放），超級通道表 Super channel Table（可選取未使用的DPRAM一段區域來存放）；外部存儲區External主要存儲各BD對應的數據Buffer，中斷循環表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、每個通道使用的BD的個數、每個BD對應的Buffer大小來確定。

熟悉了數據結構就可以來申請數據緩沖區、緩沖區描述符及循環中斷表所需的存儲空間；同時設置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BD的存儲空間，收發中斷向量表的存儲空間。

2）關閉TDM通道。

在進行其它寄存器配置之前必須先關閉TDM通道。

3）啟動CP初始化收發參數。

4）配置TDM使用的硬件接口和時鐘管腳。

5）初始化循環中斷表。

6）STOP CP 收發。

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：收發路由表空間各512字節，4個Bank，每個Bank分前32入口，后32入口（可不用），每個入口2個字節。

8）初始化收發BD的狀態，設置BD狀態，分配接收緩存區族。

設置收BD狀態為空0x8000，設置中斷BIT位 0x1000，最后一個BD需設置Wrap位；發BD狀態需設置Ready位0x8000:crc:0x0c00,Interrupt 0x1000，最后一個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，需要清楚各個通道參數的地址范圍，每個通道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。

每個通道的外部參數8個字節，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，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TDM。

3.2 中斷處理

中斷程序收到一個MCC通道產生中斷請求時[7]，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]的值來處理循環中斷表，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入外部已分配好的緩沖區，然后通過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的參數通道號(MCN)和BD偏移量去找到相應的緩沖區[8]，并從緩沖區獲取數據，接收信號流程如圖4所示。

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

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

3.4 發送數據

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

圖5 MCC2發送信號流程圖Fig.5 The sending signal flow chart of MCC2

4 結束語

該驅動程序運行的操作系統是VxWorks5.5，開發環境為Tornado2.2.1，MCC通道工作模式可配置為 HDLC或者Transparent模式。

所設計的MCC驅動程序已應用于通信設備上，該設備可通過標準的E1口與路由器連接，鏈路層協議采用HDLC，在幀結構配置為結構化和非結構化模式下均通信正常。該設備還通過E1口與其它通信設備進行通信，數據時隙采用HDLC協議，話音時隙采用透傳模式協議。

經過長時間的驗證，該設備的數據和話音通信功能正常，運行穩定可靠。

[1]Freescale.MPC8280Power QUICCII Family Reference Manual[EB/OL].[2013-03-18].http://www.freescale.com.

[2]王煉，劉喜古，徐子平，等.基于MPC8270的MCC接口HDLC驅動程序開發[J].軍事通信技術,2009,30(2):48-51.WANG Lian,LIU Xi-gu,XU Zi-ping,et al.Development of MCC driver for HDLC based on MPC8270[J].Journal of Military Communications Technology,2009,30(2):48-51.

[3]Freescale.PowerQUICCII Family Hardware Specifications[EB/OL].[2013-03-25].http://www.freescale.com.

[4]閆宇博,張磊,彭來獻.基于MPC8280多通道控制器驅動的研究與實現[J].微計算機信息,2010,26(23):174-176.YAN Yu-bo,ZHANG Lei,PENG Lai-xian.Research and realization of MCC driver based on MPC8280[J].Microcomputer Information,2010,26(23):174-176.

[5]ic37.基于MPC8280多通道控制器驅動的研究與實現[EB/OL].[2013-07-08].http://www.ic37.com/htm_tech/2010-12/71 12_509386.htm.

[6]楊小冬,王俊芳.基于MPC8280的MCC驅動設計[J].無線電工程,2012,42(9):61-64.YANG Xiao-dong,WANG Jun-fang.Design of MCC driver based on MPC8280[J].Radio Engineering，2012,42(9):61-64.

[7]施先旺，劉婷婷，李國良.采用有限狀態機實現控制指令的可靠檢測[J].火箭推進 ，2011（5）：63-68.SHI Xian-wang,LIU Ting-ting,LI Guo-liang.Control instruction detection realized by finite state machine[J].Journal of Rocket Propulsion,2011（5）：63-68.

[8]熊來紅，高健，汪皓鈺.COM技術和遺傳算法在無功優化軟件開發中的應用[J].陜西電力,2011(12):22-26,75.XIONG Lai-hong,GAO Jian,WANG Hao-yu.Application of com technology and genetic algorithms in power reactive optimization software design[J].Shaanxi Electric Power,2011(12):22-26,75.