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基于MPC8247嵌入式电力交换系统的设计与实现 嵌入式基础教程系列
2014-06-25 23:00:14   来源:   评论:0 点击:

摘要:首先介绍了基于MPC8247的嵌入式电力交换系统的硬件平台,着重阐述了如何在MPC8247处理器上开发嵌入式电力交换系统,主要包括开发环境的搭建、系统引导模块U-Boot修改、内核的裁剪和移植,交换软件SDK移植

摘要:首先介绍了基于MPC8247的嵌入式电力交换系统的硬件平台,着重阐述了如何在MPC8247处理器上开发嵌入式电力交换系统,主要包括开发环境的搭建、系统引导模块U-Boot修改、内核的裁剪和移植,交换软件SDK移植,应用软件ZebOS的编译等。通过电力交换设备(DPN8000)的现场应用,证实该系统具有体积小,功耗低,高带宽等优点,为电力通信网络和系统的开发做出了贡献。
关键词:嵌入式系统;MPC8247;电力交换系统;移植

    随着电力通信的发展,电力业务量的增加,对嵌入式电力设备的I/O处理能力有了更高的要求,尤其需要能提供大容量、高速率和高带宽的语音、数据和视频业务支撑的嵌入式接入设备,因此,性能高,功耗低的大容量嵌入式电力设备倍受青睐。
    Freescale公司生产的PowerPC处理器MPC8247具有集成度高,功耗低和能支持丰富的外围设备等优点,再搭配IP Infusion的ZebOS(R)软件,实现了快速通信与高吞吐率的数据处理,有效地提高了网络的性能、降低了网络基础设施的成本并增加了运营商和企业的收益,很好地解决了嵌入式电力通信设备遇到的问题。本文以开发大容量电力光交换设备OLT(DPN8000)为背景,介绍了电力交换系统的硬件设计和嵌入式交换系统系统开发的搭建,重点针对如何实现嵌入式电力交换系统给出解决办法。

1 硬件平台的概述
    
MPC8247板主要包括CPU子系统,其系统框图如图1所示。

a.JPG


    MPC8247是Freescale公司MPC82XX系列微处理器的一种,主要由G2_LE内核(PowerPC 603e内核的一种),系统接口单元SIU以及通信处理模块CPM组成。支持60x总线,其数据线宽为64位,地址线为32位;支持PCI/LOCAL总线,其数据线宽为32位,地址线为32位。PowerPC8247内核工作时钟最高为400 MHz,CPM工作时钟最高为200 MHz。外设接口大致如下:
    (1)SDRAM:64位256 MB容量,由4片64 MB的MT48LC32M16A2TG组成,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组成,设计中该FLASH工作在WORD模式,使用Local Bus的D[0:31]和A[4:29]。
    (3)PCI总线:引出一个32位66 MHz的PCI总线,经过PCI-PCIe桥片PI7C9X10转换成为PCIe总线,经XMC连接器连接到底板的交换芯片BCM56 338,作为Fabric芯片的管理端口。

2 嵌入式系统开发环境的搭建
2.1 准备开发环境
    
通常嵌入Linux的开发分为主机系统和目标系统,他们之间通过网络接口和串口互连,网口一般用以下载程序和内核映像文件,串口一般作为console控制台来使用,在主机通过超级终端与目标系统进行命令交互,就像PC的键盘和显示器。
    嵌入Linux系统模型如图2所示。

b.JPG


2.1.1 安装开发编译环境
    
通常主机与目标板的CPU都不相同,需要进行交叉编译。在本项目中使用了GNU GCC工具链。GNUGCC的PowerPC版本需要交叉编译,所有源代码可以从FSF的FTP站点。
    整个建立过程为:下载源文件、补丁和建立编译的目录;建立内核头文件;建立二进制工具(binutils);建立初始编译器(bootstrap gcc);建立C库(glibc);建立全套编译器(full gcc)。
    安装好之后可以用“which ppc_8xx.gcc”来查找一下产生的目标执行文件在哪里。

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