Микропроцессорные системы - Александров Е.К.
ISBN 5-7325-0516-4
Скачать (прямая ссылка):
универсальное использование коммуникационных контроллеров.
448
ОБЩИЕ ПОНЯТИЯ
Отличительной особенностью коммуникационных МК является наличие в их
составе специализированного скоростного коммуникационного сопроцессора с
RISC-ядром, управляющего обменом данными по нескольким независимым
каналам, поддерживающего практически все распространенные протоколы
обмена и позволяющего гибко и эффективно распределять и обрабатывать
последовательные потоки данных с временным разделением каналов (например,
ИКМ и ISDN PRI). Среди многочисленных применений КМК можно выделить
цифровые телефонные станции, абонентское и групповое оборудование ISDN,
базовые станции сотовой связи, модемы, терминалы, мосты, маршрутизаторы,
а также распределенные промышленные контроллеры и многие другие
устройства.
Все КМК имеют похожую структуру, включающую центральный процессор (CPU),
осуществляющий общее управление; коммуникационный процессорный модуль
(СРМ), обрабатывающий последовательные данные, и модуль системной
интеграции (SIM), упрощающий подключение памяти и внешних устройств.
Обмен данными требует минимального участия CPU, функции которого
сводятся, как правило, к обработке флагов окончания передачи и
переустановке указателей - все остальные задачи по обработке протокола и
управлению обменом автоматически выполняет интеллектуальный
коммуникационный сопроцессор.
Функции, которые реализует физический интерфейс коммуникационных
контроллеров:
• контроль за передачей потока битов;
• механизм кодирования битов;
• механизм передачи данных и способ синхронизации битов в канале;
• тип соединения: точка с точкой (point to point) или многоточечное
(multipoint);
• тип мультиплексирования в канале связи: частотное, временное,
статистическое временное;
• тип передачи (асинхронная или синхронная, дуплексная или
полудуплексная). Функции, которые реализуют внешние трансиверы:
• подключение, поддержание и разрыв физического соединения; о
• определение параметров физического канала связи; -
• формирование электрических сигналов;
• восстановление канала при отказах электрической цепи;
• определение параметров физической среды передачи: физическая топология
сети (шина, кольцо, звезда, сетка); параметры аналоговых и цифровых
сигналов (уровни напряжений, фронты сигналов, амплитуды сигналов, фазы,
частоты);
• тип кабеля и способ передачи по нему (baseband - один канал в кабеле,
broad-band -
несколько передающих каналов в одном кабеле).
В результате коммуникационный контроллер объединяет в себе большинство
аппаратных функции семиуровневой модели управления. Это позволяет
коммуникационным контроллерам находить широкое применение в различных
сетевых устройствах, начиная от простейших сетевых карт, которые можно
запрограммировать на любой из сетевых протоколов канального уровня, и до
мостов и маршрутизаторов, которые можно использовать для объединения
различных глобальных сетей.
5.1.3. СЕМЕЙСТВО КОММУНИКАЦИОННЫХ МИКРОКОНТРОЛЛЕРОВ МРС860
Наиболее высокую производительность и скорость передачи данных
обеспечивают коммуникационные контроллеры семейства МРС8хх, использующие
в качестве центрального процессора RISC-процессоры с архитектурой PowerPC
(табл. 5.1). Базовой моделью этого семейства является контроллер МРС860
(PowerQUICC), который имеет произ-
449
КОММУНИКАЦИОННЫЕ МИКРОКОНТРОЛЛЕРЫ И СИСТЕМЫ НА ИХ ОСНОВЕ
Таблица 5.1
Параметры контроллеров семейства МРС860
Контроллер Ядро Производительность на частоте Рабочие частоты
Размер кэш-памяти, байт
МРС860 PowerPC 33 MIPS/25 МГц, 52 MIPS / 40 МГц, 66 MIPS/50 МГц,
88 MIPS / 66 МГц 0-40 4 К - инструкций 4 К - данных
МРС860Р MPC860DP PowerPC 106 MIPS / 80 МГц 0-80 16 К - инструкций
8 К - данных
МРС860Т MPC860DT PowerPC 66 MIPS / 50 МГц 87 MIPS / 66 МГц 0-50 4 К -
инструкций 4 К - данных
MPC860SAR PowerPC 66 MIPS/50 МГц 0-50 4 К - инструкций 4 К -
данных
МРС823 PowerPC 99 MIPS/75 МГц 0-75 2 К - инструкций 1 К -
данных
МРС855Т PowerPC 105 MIPS/80 МГц 0-80 4 К - инструкций 4 К -
данных
водительность 53 MIPS при тактовой частоте 40 МГц и обеспечивает скорость
обмена свыше 40 Мбит/с.
Контроллер семейства МРС860 состоит из нескольких основных модулей (рис.
5.3), объединенных внутренней 32-битной магистралью:
высокопроизводительное встроенное ядро PowerPC, блок интеграции системы
SIU (System Integration Unit), коммуникационный модуль СРМ (Communication
Processor Module), а в некоторых модификациях - и модуль поддержки Fast
Ethernet Module (FEM). Большинство внутренних модулей периферийного
оборудования способны работать в режиме пониженного энергопотребления.
Контроллеры могут работать при питании 3,3 В и обеспечивать совместимость
по уровням с ТТЛ логическими сигналами (+5 В). Контроллеры выпускаются в
357-контакт-ном корпусе Ball Grid Array (BGA) и только контроллер МРС823
выпускается в 256-контактном корпусе BGA.
Базовая модель коммуникационного RISC-контроппера МРС860 (рис. 5.4) имеет
