原创 PowerPC简介及编程_1

 2008-12-7 20:31  4171 8 9 分类: MCU/ 嵌入式

一,PowerPC芯片

PowerPC是早期Motorola和IBM联合为Apple的MAC机开发的CPU芯片,商标权同时属于IBM和Motorola,并成为他们的主导成品.IBM主要的PowerPC产品有PowerPC604s(深蓝内部的CPU), PowerPC750,PowerPCG3(1.1GHz).Motorola主要有MC和MPC系列.尽管他们产品不一样,但都采用PowerPC的内核.这些产品大都用在嵌入式系统中.

Motorola公司网址 IBM公司网址

The PowerPC Initiative The PowerPC Chip-Is It Future Of Electrinics ?

Motorola的MPC860简介(摘录)

MPC860 PowerQUICC (Quad Integrated Communications Controller) 内部集成了微处理器和一些控制领域的常用外围组件, 特别适用于通信产品. 包括器件的适应性, 扩展能力和集成度等. MPC860 PowerQUICC集成了两个处理块. 一个处理块是嵌入的PowerPC核, 另一个是通信处理模块( CPM, Communications Processor Module), 通信处理模块支持四个串行通信控制器(SCC, Serial Communication Controller), 实际上它有八个串行通道: 四个SCC，两个串行管理控制器 (SMC, Serial Management Channels), 一个串行外围接口电路 ( SPI, Serial Peripheral Interface ) 和一个I2C( Inter-Integrated Circuit ) 接口. 由于CPM分担了嵌入式PowerPC核的外围工作任务, 这种双处理器体系结构功耗要低于传统的体系结构的处理器.

单出口, 嵌入式PowerPC核32比特版本(与PowerPC结构定义完全兼容)32x32位通用寄存器(GPRs, General Purpose Registers)
- 4K数据Cache和4K指令Cache, 分别带有一个MMU.
- 存储管理单元(MMU)32-输入翻译后备缓冲器 ( TLBs )
- 32位数据,地址线

存储控制器(八个存储体)

单线存储模块无逢接口，静态随即存取存储器(RAM), EPROM, FLASH MEMORY或DRAM等。

DRAM 控制器可编程支持绝大多数不同大小和速度的存储器

不同码组长度32K至256M

四个16位定时器或两个32位定时器.

系统集成单元 ( SIU, Sytstem Intergration Unit ) 主要包括:

软件看门狗

中断定时器

PowerPC 时基和实时时钟 (RTC, Real Time Clock )

复位控制器

JTAG 1149.1 测试口

中断系统包括7根外部中断请求线, 12个具有中断能力的管脚, 16个内部中断源. 中断优先级可编程

通信处理器模块(CPM)主要包括:

RISC 控制器

5 K字节双口RAM

16个串行DMA (SDMA) 通道

三个平行

I/O 寄存器

四个波特率独立的发生器, 可以连接到任意一个SCC和SMC, 并允许运行中改变. 支持自动波特率

四个串行通信控制器 (SCC) ,支持以太网, HDLC/SDLC, HDLC 总线(用以实现基于HDLC的局域网)、AppleTalk,

7号信令系统, UART、BISYNC, 比特流透明传输, 基于帧的透明传输 (CRC可选), 支持PPP (Point to Point Protocol)的异步HDLC等标准协议

两个串行管理控制器 (SMC), UART方式或透明传输, 含GCI(General Circuit Interface)控制器, 可以连到时分复用通道

一个串行外围接口电路( SPI ), 是MC68302 SCP的扩展, 支持主从模式, 支持同一总线上多主操作

一个I2C ( Inter-Integrated Circuit ) 接口,支持主从模式, 支持多主环境

单插座PCMCIA-异步终端适陪器(ATA)接口

单PCMCIA插座
八储存或有效输入/输出(I/O)窗口

Performance	Frenquency (MHz)	TIMER	Data Bus	Address Bus	Ext Intterrupts	Int Interruputs	Watchdog	PACKING
52MIPS @40MHz	40	Four 16-Bit Timers or Two 32-Bit Timers	8/16/32	32	12	16	Software Watchdog	BGA357

IBM的PowerPC405GP芯片简介

编程示例可参见系统初始化 PCI设备初始化和网络分析

32位RISC嵌入式CPU,内核主频达到200MHz PC-100,动态随即存储接口(Synchronous DRAM Interface).

100MHz外围设备总线(External Peripheral Bus)

Flash ROM/Boot ROM 接口
支持8-16-32位SRAM和外设
8个Devices
支持外部控制

DMA---,支持外设,内部UART和内存,4个通道

PCI总线接口---可设置同步,异步内置时钟

以太网(Ethernet)----支持10/100Mbps全双工(Full-duplex)

媒介独立接口(Medium Independent Interface(MII)

可编程中断控制器(Programmable Interrupt Controller)----支持来自不同资源的中断

支持24个中断,7个外部中断,17个内部中断
边沿触发或上下沿触发
......................

CPU一次只能处理一个中断,共有18个中断优先级(priority order)

32位地址线可达4GB的寻址空间

主要控制器包括: SDRAM存储控制器,外部设备总线控制器(EBC),DMA控制器,UART,IIC总线接口,通用寄存器控制器(General Purpose I/O Controller),通用中断控制器(Universal Interrupt Controller, UIC), JTAG.

两个总线分别支持不同的外设

64位,100M Processor Local Bus(PLB),支持 high performance 外设
32位,50M On-chip Perpheral Bus(OPB),支持 less performance-critical 外设

先进的功能

PCI接口
内部集成以太网口(Ethernet port on-chip)
Code pack decompression to improve code density

驱动PowerPC405GP的PowerPC405B3内核包括

200MHz CPU 内核
内存管理单元(Memory Mannanagement Unit,MMU)
16K指令缓村(instruction caches)和8K数据缓存(data caches)
Multiply-Accumulate (MAC)功能
计时器(Timers)
调试,JTAG和Trace debug logic
内核带有4K的SRAM

一个64位累加计时器,由CPU时钟驱动

三个计时器:可编程内部计时器(Programmable Internal Timer,PIT),固定内部计时器(Fix Internal Timer,FIT),看门狗计时器(Watch Dog Timer,WDT)