Motorola32位嵌入式微处理器MPC860的开发应用（2） 微处理器, 控制系统, 控制器, 嵌入式, 点对点

yuyang911220

公务板：利用STM再生段中的E1字节来实现SDH网中各站之间的语音联络。本系统公务板的特点为：
（1）PCM语音编码，64Kbit/s编码速率，音质较好；
（2）能实现点对点、一点对多点、点对组、点对全线的呼叫；
（3）多方会议通过方式：
（4）联络信令插在PCM通话数据流中，对通话质量无影响。
2.2 系统控制器——网元控制板
对于每一个单模块的控制管理，采用最普遍的80C31单片机，管理通信及控制系统性能，对不同的告警及时上报或屏蔽。主控制器采用实时处理很强和通信能力高的Motorola32位单片集成微处理器MPC860，采用中口RS232与各模块中的单片机进行多机的（8031）通信，及时处理告警及环路能力，此外还提供了高级网管的Qx接口。网管系统可通过一个Qx接口或内嵌的通信通道（ECC）对所有网络内的同步复接口进行中央控制，如图3所示。时钟分配为：提供同步时钟基准信号，用于内部的数据总线及外部的接口。此处用三级振荡器（4.6ppm的误差），给不同模块提供不同的时钟。

    在网元控制板中，配置了FLASH BOOTROM嵌入式VxWorks实时多任务操作系统的引导程序，用于程存重要的数据；FLASH DATABASE存储应用程序；DRAM作为程序运行和保存临时文件的空间。
在这个网元控制板中，MPC860是核心单元，它实现对各通信口的处理和调度，满足实时处理的要求。
Qx接口：Qx接口用于与上层网管通信，采用以太网（Ethernet）接口，使用CPU（MPC860）的SCC1。为得到以太网的标准电平，需要用以太网接口芯片扩展出以太网的标准TP接口，用专门的变压器芯片转换电平。一般的网管用PC机，加上相应的网管软件就可以对各单板进行管理和性能监测，比较形象直观地反映系统情况。
F接口：F接口采用RS232接口，用MPC860的SCC2加上MAX202E提供RS232的NULL MODEM三线（收、发、地）连接方式接口，用于下载VxWorks BOOTROM程序。
S接口：S接口采用RS232串口的多机通信方式。除收发总线外，对每一个外转帐CPU分配一中断。其中包括时钟板、公务板、四块支路板、两块群路板，利用中断请求来对各单板进行警告，性能监测等管理。对于四块支路板，可以设定地址码，每块支路板共有三个地址码，分别为发送、单接收、群接收。只要解释出命令码中对应的地址码，就可以确定该板的接收和发送状况。
ECC接口：MPC860的SCC3提供东向群路的ECC接口，SCC4提供西向群路的ECC接口。利用HDLC协议，实现各网之间的通信。
SPI：由于网元监需要确切的实时时间，采用DS1305集成芯片完成与主CPU的外围接口（SPI）连接，构成SPI标准串行总线。主CPU作为主控制器（Master），而DS1305作为从属（Slave），主CPU通过读烈军属DS1305中的RAM实现对后者的模块设置和时间的读取。为保证断电时仍能准确计时，需要一个后备的可充电电池。正常时有电源供电，且对电池充电，一旦掉电，电路自动转化为后备电池供电。
2.3 软件部分
图4为网元控制板软件的功能模块结构，它包括以下几个模块：
（1）初始化模块
初始化模块在VxWorks程序的入口处执行，是整个网元控制板软件的基础。在该模块中，执行一些全局变量的初始化，基本任务的创建，基本消息队列的创建等。
（2）命令分析模块
命令分析模块是整个网元控制板控制VxWorks程序的核心模块之一。在模块中对来自各个通讯口（包括Q口、S口、ECC口）的通讯消息进行分析，解析出命令代码；然后根据命令代码来决定把消息发送到具体的单处理任务中。
命令分析模块本身也是任务。它接收调度任务模块发送来的消息，然后根据系统的运行状态分别调用内部函数来处理消息，主要功能是对发到本站的命令进行处理。
（3）任务调度模块
任务调度模块也是网元控制板软件的一个核心模块。该任务由ROOT任务创建。它常驻内存，是SMC的调度枢纽，从某些模块的命令消息都经过它分发后交由另外一些模块处理，此任务的优先级较高。主要功能接收各通信口（Qx、ECC、S）及本地产生的命令消息，根据不同的消息来源标志作相应的处理：
·如果命令消息来自Qx通信口，则该命令由网管发出，调用相应的函数来处理该消息；
·如果命令消息来自ECC通信口，则该命令是经过本站并也需要本站处理的命令，调用函数来处理该消息；
·如果命令消息来自S通信口，则该命令是单板上报的命令，直接将命令发往消息队列由命令分析模块来处理该消息；
·如果命令消息来自本站并且是上报网管的命令，则调用函数来处理该消息；
·如果命令消息来自本站并且是下发各单板的命令，则直接将命令发往消息队列由S通信模块来处理该消息。

    （4）独立的功能模块
在网元控制板模块中还包括一些独立的模块。独立的功能模块是SDH网元控制板的主要功能模块，包括：配置管理模块、告警管理模块、性能管理模块、安全管理模块、维护管理模块等。各功能模块均由一个基本任务完成。
（5）Qx通讯模块
Qx通讯模块完成网元控制板和上层网管的通讯，通讯采用10M以太网方式，协议采用标准UDP/IP。由于各SDH网元本身不可能在一个局域网内，为简单起见，各网元的IP地址规定个统一的IP地址，而网管计算机的IP地址也固定。这样可以不经过下载数据库建立以太网通讯，从而大大方便了初始化工作的顺利进行。
（6）S口通讯模块
S口通讯模块完成网元控制板与各功能单板的CPU（8031）通讯。通讯方式采用标准串口RS232的UART协议。一机对多机模式通讯，各单板采用一个独立的中断来激发主控板的通讯任务。在S口通讯模块中引入A类地址和B类地址来完成网元控制板主动与单板通讯和单板主动与网元控制板通讯。为了保证通讯的可靠性，在每次通讯过程中均加以校验，雏鸽验采用异或和方式。
（7）ECC通讯模块
ECC通讯模块负责完成各独立的网元之间网管信息的通讯。ECC采用SDH帧结构中的D1～D3字节作为物理层，在数据链路层采用HDLC协议。ECC端口采用MPC860的SCC3和SCC4两个端口发送和接收。由于ECC通讯有非常清晰的网络拓扑结构，为了达到更高效的通讯目的，引入了ECC路由表的概念。ECC路由表存放每个SDH网元的相邻网元的地址信息。ECC路由必须根据开局的网络拓扑结构来具体设置。ECC通讯用应答来决定是否发送成功，如果成功，发送一个应答正确的消息；否则发送一个应答失败的消息。如果在第一优先路由的端口发送失败，采用第二优先路由的发送端口。ECC通讯任务在初始化创建后，一直常驻内存。ECC 通讯任务主要包括三个任务，即ECC收任务、ECC发任务、应答检测任务。
（8）数据库模块
数据库模块是一个独立的外挂模块，主要完成对嵌入式数据库的操作，包括数据库的创建、删除、查询、插入、修改等。数据库模块提供了标准的接口供应用程序调用，而数据库模块本身可看做一个黑盒子，不必去考虑。
ADM系统可以直接从155.52Mb/s上下2.048MB/s E1信号，满足当今宽带化的需求。用MPC860作为网元控制的核心部件，效果十分理想，实时性很好，很好地满足了ADM系统的所需。