ООО ЭФО
Поиск по складу
Программа поставок 2016
Сегодня
www.powel.ru
источники питания
www.korpusa.ru
конструктивы и корпуса РЭА
www.wless.ru
беспроводные технологии
www.mymcu.ru
микроконтроллеры
altera-plis.ru
микросхемы Altera
www.infiber.ru
волоконно-оптические
компоненты в
промышленности
www.efo-power.ru
силовая электроника
www.efo-electro.ru
электротехническая
продукция
www.efometry.ru
контрольно-измерительные приборы
www.golledge.ru
кварцевые резонаторы и генераторы Golledge
www.sound-power.ru
профессиональные усилители класса D
Поиск по сайту
Подписка на новости

Система менеджмента
качества сертифицирована на соответствие требованиям:
ISO 9001, ГОСТ Р ИСО 9001 и СРПП ВТ - подтверждено сертификатами соответствия в системах сертификации Русского Регистра, ГОСТ Р, международной сети IQNet, "Оборонсертифика" и "Военный Регистр".

ООО "ЭФО" в 2011г. получило Лицензию Федеральной службы по экологическому, технологическому и атомному надзору на изготовление оборудования для ядерных установок.


Rambler s Top100



ChipFind - поисковая система по электронным компонентам
EEN
webmaster
Санкт-Петербург: (812) 327-86-54  zav@efo.ru Москва: (495) 933-07-43  moscow@efo.ru Екатеринбург: (343) 278-71-36  ural@efo.ru Пермь: (342) 220-19-44  perm@efo.ru
Казань: (843) 518-79-20  kazan@efo.ru Ростов-на-Дону: (863) 220-36-79  rostov@efo.ru Н. Новгород: (831) 434-17-84  nnov@efo.ru Новосибирск: (383) 286-84-96  nsib@efo.ru
о нас склад библиотека статьи
 
Коммуникационные процессоры для встраиваемых приложений

Мамаева Т.Ю.

На протяжении последних лет усилия корпорации IDT были направлены на разработку недорогих коммуникационных процессоров, обладающих широкими функциональными возможностями. В настоящее время IDT осуществляет серийное производство целого семейства 32-разрядных коммуникационных процессоров для встраиваемых приложений. Микросхемы этого семейства можно условно разделить на две ветви: коммуникационные процессоры с интерфейсом PCI (IDT79RC32332/3/4/6 (Pис.1.), IDT79RC32365 (Pис.2.)) и процессоры, предназначенные для построения периферийных устройств сетевого доступа (IDT79RC32351/5 (Pис.3.)).




Рис.1. Блок-схема IDT79RC32332/3/4/6 (наличие выделенных блоков зависит от типа процессора)


Рис.2. Блок-схема IDT79RC32365


Рис.3. Блок-схема IDT79RC32351/5 (наличие выделенных блоков зависит от типа процессора)

Впервые анонсированные в 2000-м году, эти устройства постепенно завоевывают рынок современных систем связи и телекоммуникаций. Они полностью отвечают требованиям различных встраиваемых коммуникационных приложений, таких как резидентные шлюзы, интегрированные устройства доступа, SOHO маршрутизаторы, беспроводные системы. В составе коммуникационных процессоров, производимых корпорацией IDT, используются: быстродействующее 32-разрядное RISC-ядро, контроллер памяти и других периферийных устройств, контроллер SPI-шины, контроллер I2C-шины, интерфейсы GPIO, PCI, USB, TDM, MII, UARTs 16550, каналы прямого доступа к памяти DMA, контроллер прерываний, таймеры/счетчики общего назначения [1, 2]. С целью тестирования и диагностики все коммуникационные процессоры содержат тестовую логику JTAG/ICE, совместимую со стандартом IEEE 11149.1. Основные характеристики коммуникационных процессоров IDT представлены в таблице 1.

Таблица 1
Процессор
---------
Характеристики
RC32332RC32333 RC32334 RC32336 RC32351 RC32355 RC32365
Тактовая частота, МГц100 -150100 -150100 -150180100 -133133 -180150 -180
I-кэш/ D-кэш, Кбит8/28/28/28/28/28/28/2
Напряжение питания, В2.5, 3.32.5, 3.33.32.52.52.52.5
Встроенные интерфейсыPCI, SPI, 1ch UART, SDRPCI, SPI, 1ch UART, SDRPCI, SPI, 2ch UART, SDRPCI, SPI, Ethernet,1ch UART, SDREthernet, ATM, USB,2ch UART, SDREthernet, ATM, USB, TDM, I2C,2ch UART, SDRPCI, SPI, Ethernet,1ch UART, SDR,Security HW
Напряжение питания I/O, В3.33.33.33.33.33,33.3
Поддержка режима bus master2 PCI 3 PCI3 PCI3 PCI--3 PCI
Температурн. диапазонC, IC, IC, ICCC, I C
Типы корпусов208-pin PQFP208-pin PQFP 256-ball PBGA 256-ball PBGA 208-pin PQFP 208-pin PQFP 256-ball PBGA

Процессорное ядро ядро RISCore 32300. Процессорное ядро RISCore 32300 представляет собой 32-разрядную архитектуру, включающую 32 регистра общего назначения, 32 специальных регистра сопроцессора и два регистра для хранения результатов выполнения операций целочисленного умножения и деления. Набор команд, соответствующий спецификации MIPS II, расширен командами условных пересылок (спецификация MIPS IV), предварительной выборки (спецификация MIPS IV), ускоренными операциями умножения и деления, а также безадресными и одноадресными командами. Процессор RISCore 32300 имеет быстродействующий пятиступенчатый конвейер команд, работающий с тактовой частотой 133МГц. Такая производительность позволяет выполнять прикладные задачи с интенсивным использованием операций пересылки или математической обработки данных (маршрутизация или DSP алгоритмы). Внутренняя кэш-память имеет двухканальную множественно-ассоциативную организацию и разделена на 8Кбайт кэш команд и 2Кбайт кэш данных.

Контроллер памяти и других периферийных устройств. Контроллер памяти обеспечивает простой интерфейс для подключения микросхем двухпортовой памяти, а также памяти FLASH, PROM, SRAM с разрядностью шины данных 8-, 16- или 32-бит, 8-разрядной загрузочной ROM. Дополнительно поддерживается интерфейс доступа к микросхемам памяти SDRAM (DIMM или SODIMM) общим объемом до 512Мбайт и разрядностью шины данных 4-, 8-, 16- или 32-бит. Коммуникационные процессоры RC323xx имеют 32 линии ввода-вывода общего назначения. Каждая линия способна принимать запросы от внешних источников прерываний и может быть запрограммирована на ввод-вывод данных общего назначения или ввод-вывод специальных данных (UART, I2C, DMA, ATM, TDM).

Контроллер SPI-шины. Встроенный последовательный интерфейс SPI работает в режиме ведущего ("mаster") и служит для обмена данными с медленными периферийными и запоминающими устройствами. Через порт SPI осуществляется последовательный ввод/вывод байтов с использованием трехпроводного интерфейса - линии SCLK для передачи синхросигнала и двух линий для приема и выдачи данных.

Интерфейс PCI (спецификация v2.1). Наличие встроенного 32-битного PCI Bridge позволяет подключать процессоры RC323xx к различным PCI устройствам. При этом обеспечивается возможность одновременной передачи данных между процессором и устройствами PCI на частоте до 66МГц. На процессорной шине PCI определены два основных вида устройств: "mаster" (устройство, получившее от арбитра шины разрешение на ее захват) и "target" (устройство назначения, с которым инициатор выполняет цикл обмена данными).

Интерфейс USB (спецификация v1.1). Встроенный USB-контроллер обеспечивает способность передавать или получать данные и управляющую информацию непосредственно на USB-хост персонального компьютера. USB-контроллер поддерживает 7 логических конечных точек, с которыми может связываться хост, а также обеспечивает организацию следующих типов передачи данных: управление, прерывание, передача массива данных и изохронные. Максимально возможная скорость передачи данных по USB-шине составляет 12 Мбит/с.

Интерфейс MII. Совместимость с уровнем MII (Media Independent Interface) стандарта IEEE 802.3u обеспечивается с помощью встроенного Ethernet-контроллера, поддерживающего функции уровня 10..100Мбит/с MAC (Media Access Control) и позволяющего работать с четырьмя MAC-адресами. В SOHO маршрутизаторах эта функция используется с целью маршрутизации данных между Ethernet и ATM интерфейсами. В других приложениях, таких как скоростные модемы, Ethernet интерфейс используется для непосредственного подключения к персональному компьютеру. В xDSL шлюзах и интегрированных устройствах доступа с помощью Ethernet интерфейса осуществляется подключение к локальной вычислительной сети LAN.

Интерфейс UARTs 16550. На платформе коммуникационных процессоров RC323xx содержится один или два независимых универсальных асинхронных приемника-передатчика 16550, осуществляющих преобразование данных между последовательным и параллельным интерфейсами. В режиме FIFO и передатчик, и приемник имеют буфер FIFO объемом 16 байт.

Каналы прямого доступа к памяти DMA. Встроенный контроллер прямого доступа к памяти обеспечивает возможность пересылки данных в память и во внешние периферийные устройства без участия процессора. Передача данных может осуществляться в пакетном режиме по 16 независимым каналам: два канала для TDM-шины, два канала для Ethernet-интерфейса, два канала для USB-интерфейса, девять каналов для ATM, один канал для внешних периферийных устройств. Максимальный объем пересылаемого блока данных составляет шестнадцать 32-разрядных слов.

Контроллер I2C-шины (только для RC32355). Контроллер I2C обеспечивает возможность обмена данными с другими I2C-устройствами такими, как EEPROM, аналого-цифровые и цифро-аналоговые преобразователи, другие микроконтроллеры. В стандартном режиме поддерживается передача последовательных 8-битных данных со скоростью 100Кбит/c, в "быстром" режиме - до 400Кбит/с. При передаче данных интерфейс I2C может работать как ведущий-передатчик, ведущий-приемник, ведомый-передатчик или ведомый-приемник. Адрес ведомого устройства может задаваться 7 или 10 битами.

Интерфейс TDM (только для RC32355). Коммуникационный процессор RC32355 поддерживает технологию временного мультиплексирования каналов и содержит стандартный TDM-интерфейс для подключения голосовых кодеков, а также быстродействующих устройств аналого-цифрового и цифро-аналогового преобразования голосовых данных. Эта функция используется для VOIP (Voice Over IP) и VODSL (Voice-over-DSC) приложений.

Контроллер ATM (только для RC32351/5). Архитектура процессоров IDT79RC32351/5 обеспечивает поддержку протокола ATM с возможностью исполнения функции сегментации и реассемблирования. Встроенный контроллер ATM поддерживает соединения со скоростью 25Мбит/c и выше. Физический интерфейс может быть реализован через стандартный порт UTOPIA level1 (одно устройство физического уровня), 1UTOPIA level2 (3 устройства физического уровня) или DPI-интерфейс. При работе с DPI-интерфейсом контроллер ATM обеспечивает прием ячеек длиной до 56 байт. Таким образом, кроме стандартной ATM ячейки длиной 53 байта, может приниматься дополнительная служебная информация. Контроллер ATM поддерживает функции уровней адаптации AAL5 и AAL0. При обмене данными осуществляется контроль и генерация контрольной суммы заголовка HEC, а также производится контроль данных по правилу CRC-10 (для управляющих ATM ячеек) или CRC-32 (для протокола AAL5).

Модуль аппаратного шифрования Security Engine (только для RC32365). Встроенный модуль шифрования данных с поддержкой надежных алгоритмов 3DES и AES обеспечивает возможность применения процессоров RC32365 в составе современного VPN оборудования. Для аутентификации сообщений используются алгоритмы MD5 и SH1.

Средства программирования и отладки. Для разработок на базе 32-разрядных коммуникационных процессоров корпорация IDT рекомендует комплекты, включающие в себя интегрированную среду разработки (EDB от Embedded Performance Inc., Multi 2000 от Green Hills Software, TRACE32-PowerView от Lauterbach, Tornado 2.1 от Wind River Systems) и операционную среду реального времени (ThreadX от Express Logic, MontaVista Linux от MontaVista Software, VxWorks от Wind River Systems). В качестве аппаратных средств поддержки разработок предлагаются оценочные платы (IDT79EB3322/3/4/6, DT79EB351/5, IDT79EB365) и внутрисхемные эмуляторы (BDI2000 от Abatron, ScanICE-RC323xx от Corelis Inc., MAJIC (CK-01IT) и MAJICplus (CKP-01IT) от Embedded Performance Inc., Green Hills Probe от Green Hills Software, TRACE-32(LA-7760) от Lauterbach, VisionICE II и Vision-PROBE II от Wind River Systems) [3].

В статье были рассмотрены основные характеристики и аппаратные особенности семейства коммуникационных процессоров IDT на базе ядра RISCore 32300. В настоящее время компания IDT занимается разработкой новых серий коммуникационных процессоров на базе ядра 32-bit MIPS 4Kc и уже сообщила о выпуске двух новых устройств: RC32434 и RC32438. Подробную информацию и рекомендации по применению коммуникационных процессоров для встраиваемых приложений можно получить на сайте производителя.

Литература и ссылки:

1. Мамаева Т. IDT: Семейство коммуникационных контроллеров на базе ядра RISCore 32300 // Электронные компоненты. - 2002. - N5.
2. IDT79RC32332/3/4/6, IDT79RC32365, IDT79RC32351/5 Data Sheets
3. Third Party tools

© 1999-2016 All Right Reserved. EFO Ltd. При использовании материалов ссылка на источник обязательна.
Контактная информация