第一章 概述本章概述MPC834099E PowerQUICC II Pro處理器的特性，其中包括一個(gè)展示主要功能部件的結(jié)構(gòu)圖。MPC830949E是一款高性價(jià)比的、高度集成的主處理器，通用的集成式主處理器它繼承了PowerQUICC家族特性，但具有更高的CPU性能，增加功能，和更快的接口以及同時(shí)滿足將產(chǎn)品推向市場的時(shí)間，價(jià)格，功耗和封裝尺寸相關(guān)的要求。 ，它實(shí)現(xiàn)了PowerPC系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。該系統(tǒng)結(jié)構(gòu)是網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施、通訊、無線局域網(wǎng)和其他的嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用所必需的。該處理器非常適合于對(duì)成本、體積、功耗以及性能要求比較苛刻的應(yīng)用系統(tǒng)。MPC8349E還可以用于應(yīng)用系統(tǒng)中的控制處理，例如，網(wǎng)絡(luò)路由器和交換機(jī)、海量存儲(chǔ)子系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、以及打印和成像系統(tǒng)等。注意，本參考手冊適用于MPC8349/47/43設(shè)備。MPC834x系列設(shè)備的功能區(qū)別參見表1-1。1.1 MPC8309 PowerQUICC II Pro Processor MPC834x系列產(chǎn)品的區(qū)別圖 1-1 給出了 MPC8308的主要功能 單元 。 MPC8308中的Power e300 核帶有16K 字節(jié)的指令cache 和16K 字節(jié)的數(shù)據(jù)cache ，實(shí)現(xiàn)了 PowerPC 的用戶指令集 系統(tǒng) 結(jié)構(gòu)，并提供了硬件和軟件調(diào)試支持 。另外 ，MPC8308 提供了一個(gè)PCI專用控制器，兩個(gè) 三速 10 、 100 、 1000Mbps 的 Ethernet 控制器(eTSECs), 、 一個(gè) DDR/DDR2 SDRAM存貯器 控制器 、 一個(gè)SERDES塊，一個(gè)增強(qiáng)的安全數(shù)據(jù)主機(jī)控制器(eSDHC)，一個(gè)增強(qiáng)的本地總線控制器(eLBC) 、 一個(gè)集成的可編程中斷控制（IPIC)，一個(gè) 通用 DMA 控制器，兩個(gè) I2控制器 、雙UART（DUART），GPIOs，USB,通用定時(shí)器和一個(gè)SPI控制器。 MPC8308中的高度集成 簡化了板卡的設(shè)計(jì)，并提供了非常大的帶寬和極佳的性能。在表1-1中，用粗體標(biāo)出的部分是MPC8349E、MPC8347E和MPC8343E之間的主要功能差別。表1-1. MPC8349E、MPC8347E和MPC8343E的功能說明MPC8349EMPC8347EMPC8343E內(nèi)存控制器64/32位DDR/DDR264/32位DDR/DDR232位 DDR/DDR2PCI接口兩個(gè)32位或一個(gè)64位 一個(gè)32位一個(gè)32位8個(gè)pci_clk信號(hào)5個(gè)pci_clk信號(hào)5個(gè)pci_clk信號(hào)Ethernet/PHY I/FMII,，GMII，RGMII， TBI，RTBIMII，GMII，RGMII，TBI，RTBIMII，RGMII，RTBIUSB2.0主機(jī)和設(shè)備2.0主機(jī)和設(shè)備2.0主機(jī)或2.0設(shè)備支持兩個(gè)端口支持兩個(gè)端口支持一個(gè)端口MPH和DR模塊MPH和DR模塊僅DR模塊安全性（DES/3DES, AES, SH1）MPC8349E：有MPC8349：無MPC8347E：有MPC8347：無MPC8343E：有MPC8343：無GPIO信號(hào)644638SVRMPC8349E：8050_0020MPC8349：8051_0020MPC8347E：8052_0020 MPC8347：8053_0020MPC8347E：8054_0020 MPC8347：8055_0020MPC8343E：8056_0020 MPC8343：8057_0020封裝TBGATBGAPBGAPBGA1.2 MPC8349E PowerQUICC II Pro處理器概述圖1-1給出了MPC8349E的主要功能單元。MPC8349E中的PowerPC e300c1核帶有32 K字節(jié)的指令cache和32K字節(jié)的數(shù)據(jù)cache，實(shí)現(xiàn)了PowerPC的用戶指令集系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，并提供了硬件和軟件調(diào)試支持。另外，MPC8349E提供了兩個(gè)三速10、100、1000Mbps的Ethernet控制器、一個(gè)DDR/DDR2 SDRAM存貯器控制器、一個(gè)靈活的本地總線控制器、兩個(gè)32位/一個(gè)64位的PCI控制器、一個(gè)專用的安全引擎、一個(gè)可編程中斷控制器、兩個(gè)I2C控制器、一個(gè)四通道DMA控制器、一個(gè)通用I/O端口和一個(gè)USB2.0主機(jī)和設(shè)備控制器。MPC8349E中的高度集成簡化了板卡的設(shè)計(jì)，并提供了非常大的帶寬和極佳的性能。圖1-1. MPC8349E結(jié)構(gòu)圖MPC8349E的主要特性如下：l e300c1 PowerPC處理器核n MPC603e核的增強(qiáng)版n 高性能、帶有四級(jí)流水和較小中斷等待時(shí)間的超標(biāo)量處理器核n 浮點(diǎn)、整型、取/存、系統(tǒng)寄存器和分支處理單元n 帶有加鎖功能的32K字節(jié)的指令cache和32K字節(jié)的數(shù)據(jù)cachen 動(dòng)態(tài)電源管理n 增強(qiáng)的硬件程序調(diào)試功能n 與實(shí)現(xiàn)了PowerPC系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的Freescale處理器家族軟件兼容n 由系統(tǒng)總線時(shí)鐘提供定時(shí)的獨(dú)立PLLu UPC接口ATM/POSu 串行接口串行ATMu HDLC/透明（碼率可達(dá)70Mbps）u HDLC BUS（碼率可達(dá)10Mbps）l 并行 I/On 通用I/On 開漏級(jí)功能n 中斷功能l 優(yōu)化的安全引擎，可以處理所有與IPSec、SSL/TLS、SRTP、802.11i、iSCSI和IKE處理相關(guān)的算法。安全引擎包含四個(gè)加密通道、一個(gè)控制器和一套加密執(zhí)行單元（EU）。這些執(zhí)行單元如下：n 公鑰執(zhí)行單元 （PKEU） 支持下列功能：u RSA和Diffie-Hellman算法u 高達(dá)2048位的可編程字段長度u 橢圓曲線加密算法u F2m和F（p）模式u 高達(dá)511位的可編程字段長度n 數(shù)據(jù)加密標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行單元（DEU）u DES和3DES算法u 3DES可用雙密鑰（K1，K2，K1）或三密鑰（K1，K2，K3）u DES和3DES可用ECB或CBC模式n 高級(jí)加密標(biāo)準(zhǔn)單元（AESU）u 實(shí)現(xiàn)Rijndael對(duì)稱密鑰加密u 128、192和256位的密鑰長度u ECB、CBC、CCM和計(jì)數(shù)器（CTR）模式n 用于RAID應(yīng)用的XOR奇偶校驗(yàn)生成加速器n ARC四執(zhí)行單元（AFEU）u 實(shí)現(xiàn)了與RC4算法兼容的流加密u 40至128位的可編程密鑰n 報(bào)文摘要執(zhí)行單元（MDEU）u 帶有160、224、或256位報(bào)文摘要的SHAu 帶有128位報(bào)文摘要的MD5u 使用任一算法的HMACn 隨機(jī)數(shù)產(chǎn)生器（RNG）n 四個(gè)加密通道，每一個(gè)都支持多命令描述符鏈u 通過一個(gè)集成控制器靜態(tài)和/或動(dòng)態(tài)地分配加密執(zhí)行單元u 每一個(gè)執(zhí)行單元的緩沖區(qū)長度為256個(gè)字節(jié)，對(duì)大數(shù)據(jù)尺寸進(jìn)行流控制l DDR1/DDR2 SDRAM 存貯器控制器n 可編程定時(shí)，支持DDR1和DDR2 SDRAMn 32或64位數(shù)據(jù)接口，高達(dá)333MHz數(shù)據(jù)率n 最多四個(gè)物理存貯體（片選），每個(gè)存貯體多達(dá)1G字節(jié)的獨(dú)立編址n 從64 M位到1G位的DRAM芯片的配置，具有x8/x16數(shù)據(jù)端口n 完全的ECC支持n 支持多達(dá)16個(gè)同時(shí)打開頁面（DDR2多達(dá)32個(gè)頁面）n 連續(xù)或不連續(xù)的存儲(chǔ)器映射n 讀修改寫支持n 睡眠模式支持SDRAM的自刷新n 支持自動(dòng)刷新n 使用CKE的動(dòng)態(tài)（On-the-fly）電源管理n 寄存式DIMM支持n 用于DDR1的2.5-V SSTL2兼容I/O， 用于DDR2的1.8-V SSTL2兼容I/Ol 兩個(gè)三速（10/100/1000）Ethernet控制器（TSEC）n 兩個(gè)符合IEEE 802.3、802.3u、820.3x、802.3z和802.3 AC的控制器n 支持不同的Ethernet物理接口：u 1000Mbps IEEE 802.3 GMII/RGMII，802.3z TBI/RTBI，全雙工u 10/100Mbps IEEE 802.3 MII，全雙工和半雙工n 緩沖區(qū)描述符與MPC8260和MPC860T 10/100編程模式向后兼容n 9.6K字節(jié)超長幀支持n RMON統(tǒng)計(jì)支持n 每個(gè)TSEC模塊都擁有內(nèi)部的2K字節(jié)的發(fā)送FIFO和2K字節(jié)的接收FIFOn 用于控制和狀態(tài)的MII管理接口n 可編程CRC生成和校驗(yàn)l 兩個(gè)PCI接口n PCI規(guī)范Rev 2.3兼容n 高達(dá)66MHz數(shù)據(jù)總線寬度的PCI接口（兩種選擇）：u 兩個(gè)32位的PCI接口u 一個(gè)64位的PCI接口n PCI 3.3V兼容n Not 5V兼容n 兩種接口都具有PCI主橋（host bridge）能力n PCI1接口支持PCI代理模式n 支持PCI存儲(chǔ)器和存儲(chǔ)器PCI流傳輸n PCI讀訪問存儲(chǔ)器預(yù)取，并支持延遲讀事務(wù)n 支持處理器PCI和PCI存儲(chǔ)器的postingn 片上仲裁，PCI1上支持五個(gè)主設(shè)備， PCI2上支持三個(gè)主設(shè)備n 支持對(duì)所有PCI地址空間的訪問n 支持奇偶校驗(yàn)n 可選的硬件強(qiáng)制一致性n 用于主機(jī)和外設(shè)之間地址映射的地址變換單元n 作為目標(biāo)設(shè)備時(shí)支持雙地址周期n 通過PCI可訪問內(nèi)部配置寄存器 l 通用串行總線（USB）雙角色控制器n 支持USB活動(dòng)（OTG on-the-go）模式，包括設(shè)備和主機(jī)功能n 符合USB規(guī)范Rev 2.0n 支持作為獨(dú)立USB設(shè)備工作u 支持一個(gè)上游端口u 支持六個(gè)可編程USB端點(diǎn)n 支持作為獨(dú)立USB主控器工作u 支持帶有一個(gè)下游端口的USB根集線器u 增強(qiáng)的主機(jī)控制器接口（EHCI）兼容 n 支持高速（480Mbps）、全速（12Mbps）和低速（1.5Mbps）操作n 支持帶UTMI、串行和UTMI+少引腳接口（ULPI）的外部PHYl USB 多端口主控器n 支持作為獨(dú)立USB主控器工作u 支持帶有一個(gè)或者兩個(gè)下游端口的USB根集線器u 增強(qiáng)的主機(jī)控制器接口（EHCI）兼容n 符合USB規(guī)范Rev 2.0n 支持高速（480Mbps）、全速（12Mbps）和低速（1.5Mbps）操作n 支持到?jīng)]有外部集線器的高速設(shè)備的直接連接n 支持帶串行和少引腳數(shù)（ULPI）接口的外部PHYl 本地總線控制器（LBC）n 多路復(fù)用的32位地址和數(shù)據(jù)，運(yùn)行速度高達(dá)133MHzn 八塊片選支持八個(gè)外部從設(shè)備n 多達(dá)八拍的突發(fā)傳輸n 可由片上存儲(chǔ)控制器控制的32位、16位和8位端口尺寸n 每個(gè)片選都有三個(gè)協(xié)議引擎：u 通用的芯片選擇機(jī)（GPCM）u 三個(gè)用戶可編程機(jī)（UPMs）u 專用的單數(shù)據(jù)率SDRAM控制器n 支持奇偶校驗(yàn)n 缺省的引導(dǎo)ROM片選帶有可配置的總線帶寬（8、16或32位）l 可編程中斷控制器（PIC）n 具備與MPC8260中斷控制器在功能和編程上的兼容能力n 支持8個(gè)外部和34個(gè)內(nèi)部獨(dú)立的中斷源n 支持一個(gè)外部 （可選的）和七個(gè)內(nèi)部機(jī)器檢查中斷源n 可編程的最高優(yōu)先級(jí)請求n 帶有可編程優(yōu)先級(jí)的四組中斷n 指向主機(jī)處理器的外部和內(nèi)部中斷 n 當(dāng)處于核禁止中斷模式時(shí)，將中斷重定向到外部的/INTA信號(hào)n 每個(gè)中斷源都有唯一向量號(hào)l 兩個(gè)I2C接口n 二線接口n 多主設(shè)備支持n 主或從I2C模式支持n 片上數(shù)字過濾消除了總線上的尖峰信號(hào)n 利用引導(dǎo)定序器嵌入式硬件有選擇地載入I2C EPROM中的系統(tǒng)初始化數(shù)據(jù)l DMA控制器n 四個(gè)獨(dú)立的虛擬通道n 帶有可編程帶寬控制的多通道并發(fā)執(zhí)行n 支持所有通道的握手（外部控制）信號(hào)：/DMA_DREQ0:3、/DMA_DACK0:3，/DMA_DDONE0:3n 本地核和遠(yuǎn)程PCI主設(shè)備可以訪問所有通道n 非對(duì)齊傳輸能力n 數(shù)據(jù)鏈接和直接模式n 完成段或鏈時(shí)產(chǎn)生中斷l(xiāng) DUARTn 兩個(gè)四線接口（RxD，TxD，/RTS，/CTS）n 與原有的16450 UART和PC16550D編程模式兼容l 串行外圍接口（SPI）n 主或從支持l 通用并行I/O（GPIO）n 64個(gè)并行I/O引腳可被各種芯片接口復(fù)用l 系統(tǒng)定時(shí)器n 周期中斷定時(shí)器n 實(shí)時(shí)時(shí)鐘n 軟件看門狗定時(shí)器n 八個(gè)通用定時(shí)器l 符合IEEE 1149.1的JTAG邊界掃描l 集成的 PCI 總線和SDRAM 時(shí)鐘產(chǎn)生1.3 MPC8349E系統(tǒng)結(jié)構(gòu)概述下面幾節(jié)介紹MPC8349E的主要功能單元。1.3.1 PowerPC核MPC8349E PowerQUICC II Pro包含e300c1 PowerPC處理器核，該核是MPC603e核（用在以前的 PowerQUICC II處理器中）的增強(qiáng)版本。增強(qiáng)包括兩倍的帶奇偶校驗(yàn)的L1 cache （32K字節(jié)的數(shù)據(jù)cache 和32K字節(jié)的指令cache），以及其他提高性能的特性。e300c1核與已有的基于MPC603e核的產(chǎn)品的軟件向上兼容。關(guān)于處理器核的詳細(xì)信息參考下列資料：l e300 PowerPC 核參考手冊 （描述了編程模型、cache模型、內(nèi)存管理模型、異常模型和指令時(shí)序） （序號(hào) # E300CORERM）l PowerPC系統(tǒng)結(jié)構(gòu)32位實(shí)現(xiàn)的編程環(huán)境手冊 （序號(hào) #: MPCFPE32B）e300c1 核是實(shí)現(xiàn)了PowerPC 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的微處理器家族的低功耗實(shí)現(xiàn)。該核實(shí)現(xiàn)了PowerPC系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的32位部分，提供了32位有效地址、 8、16和32位的整型數(shù)據(jù)類型、以及32和64位的浮點(diǎn)數(shù)據(jù)類型。e300c1核是一個(gè)超標(biāo)量處理器，它每個(gè)周期可以發(fā)出三條指令（兩條指令加一個(gè)跳轉(zhuǎn)），并可完成五條執(zhí)行中的指令。為提高性能，可以亂序執(zhí)行指令，但核使指令的執(zhí)行象順序執(zhí)行一樣完成。e300c1核集成了五個(gè)執(zhí)行單元一個(gè)帶有完整的乘法和除法操作的整型單元（IU）、一個(gè)浮點(diǎn)類型單元（FPU）、一個(gè)帶有靜態(tài)分支預(yù)測的分支處理單元（BPU）、一個(gè)用于數(shù)據(jù)傳輸?shù)娜?存單元（LSU）和一個(gè)系統(tǒng)寄存器單元（SRU）。并行執(zhí)行五條指令的能力以及使用具有快速執(zhí)行時(shí)間簡單指令產(chǎn)生了極高的性能和吞吐率。大多數(shù)整型指令都可以在一個(gè)時(shí)鐘周期內(nèi)執(zhí)行。在e300c1核上，對(duì)FPU采用了流水技術(shù)，因此每個(gè)時(shí)鐘周期都可以發(fā)出并完成一條單精度乘加指令。e300c1核提供了獨(dú)立的片上32K字節(jié)、八路組相聯(lián)、物理尋址的指令和數(shù)據(jù)cache，并提供了路鎖定能力。處理器的特性還包括具有獨(dú)立的片上指令和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器管理單元（MMU）。MMU 包含具有64個(gè)表項(xiàng)的、兩路組相聯(lián)的數(shù)據(jù)和指令地址變換查找緩存（DTLB 和 ITLB），它提供了按需分頁的虛擬存貯器地址變換的支持。TLB和cache使用近期最少使用（LRU）替換算法。處理器通過使用兩個(gè)獨(dú)立的指令和數(shù)據(jù)塊地址變換（IBAT 和 DBAT）陣列提供了對(duì)塊地址變換的支持。每個(gè)陣列具有八個(gè)表項(xiàng)。在塊變換期間，將有效地址同時(shí)與BAT陣列中的所有八個(gè)表項(xiàng)進(jìn)行比較。與PowerPC 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)一致，如果有效地址命中TLB和BAT陣列，則BAT陣列變換優(yōu)先。作為e300c1核新增加的功能，MPC8349E可以鎖定指令和數(shù)據(jù)cache（或整個(gè) cache）中從一路到所有路的內(nèi)容。例如，它允許嵌入式應(yīng)用將中斷例程或其他重要的（時(shí)間敏感的）指令序列鎖定在指令cache中。它允許將數(shù)據(jù)鎖定在數(shù)據(jù)cache中，如果這些數(shù)據(jù)對(duì)必須得到執(zhí)行的代碼來說可能很重要。e300c1核具有到設(shè)備的其余部分的高性能的64位數(shù)據(jù)總線和32位地址總線接口。對(duì)于存儲(chǔ)器訪問和內(nèi)存映射的I/O操作，e300c1核支持單拍和突發(fā)數(shù)據(jù)傳輸 。圖1-2提供了MPC8349E e300c1核的結(jié)構(gòu)圖，顯示了執(zhí)行單元（IU、FPU、BPU、LSU和SRU）是如何獨(dú)立并行工作的。注意，圖1-2只是一個(gè)概念圖，并沒有試圖給出這些特征是如何在芯片上物理實(shí)現(xiàn)的。圖1-2. MPC8349E集成的e300c1核結(jié)構(gòu)圖1.3.2 安全引擎（Security Engine）在MPC8349E中同時(shí)集成了一個(gè)硬件加密部件。該部件支持多種加密算法，可實(shí)現(xiàn)高性能數(shù)據(jù)加密和認(rèn)證，而這些都是當(dāng)今SoHo/RoBo路由器所需要的。加密部件與MPC8280中對(duì)應(yīng)的部件兼容。安全引擎從硬件上支持DES、3DES、MD-5、SHA-1、AES、PKEU、RNG和RC-4加密算法，它還包括對(duì)RAID應(yīng)用的XOR奇偶校驗(yàn)生成加速。安全引擎的內(nèi)部系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)圖如圖1-3所示。總線接口模塊用于在內(nèi)部總線和安全引擎中的任意寄存器之間傳輸64位的字。 操作首先將一個(gè)指向數(shù)據(jù)分組描述符的指針寫入一個(gè)加密通道取寄存器。通道請求描述符，并執(zhí)行解碼操作。然后通道請求控制器分配加密執(zhí)行單元，取得密鑰，IV和要執(zhí)行給定操作的數(shù)據(jù)。為了滿足請求，控制器為通道分配執(zhí)行單元，并向主接口提出請求。在對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理時(shí)，將其寫入獨(dú)立的執(zhí)行單元的輸出緩沖器，然后通過總線接口模塊返回到系統(tǒng)存儲(chǔ)器。圖1-3. 集成的安全引擎功能結(jié)構(gòu)圖1.3.3 DDR存儲(chǔ)器控制器這款完全可編程的DDR SDRAM控制器支持大多數(shù)現(xiàn)有的、JEDEC標(biāo)準(zhǔn)的、x8或x16的DDR1或DDR2存儲(chǔ)器，包括緩沖式（buffered）和非緩沖式（unbuffered）DIMM。但不支持在同一個(gè)系統(tǒng)中混合使用寄存式（registered）和非寄存式（nonregistered）DIMM。內(nèi)置的錯(cuò)誤校驗(yàn)和糾正（ECC）確保了在可靠的高頻率操作時(shí)具有極低的差錯(cuò)率。動(dòng)態(tài)電源管理和自動(dòng)預(yù)充電模式簡化了存儲(chǔ)器系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。大量的特殊特性，例如爬行模式和ECC錯(cuò)誤注入，支持快速系統(tǒng)調(diào)試。DDR存儲(chǔ)器控制器包括一下特性：l 支持DDR1和DDR2 SDRAMl 32/40位和64/72位SDRAM數(shù)據(jù)總線l 滿足所有SDRAM定時(shí)參數(shù)的可編程設(shè)置l 支持多種不同的SDRAM配置n 支持多達(dá)4個(gè)物理存貯體（片選），每一個(gè)存貯體可獨(dú)立編址n 支持帶有x8或x16數(shù)據(jù)端口的64M位至1G位的設(shè)備（不直接支持x4數(shù)據(jù)端口）n 支持非緩沖式和寄存式DIMMl 對(duì)于子雙字（sub-double）寫入，支持?jǐn)?shù)據(jù)屏蔽信號(hào)和讀-修改-寫操作l 支持雙位錯(cuò)誤檢測和單位錯(cuò)誤糾正ECC（當(dāng)在32位模式時(shí)，8位校驗(yàn)字覆蓋64或32位的數(shù)據(jù)）l 兩個(gè)表項(xiàng)的輸入請求隊(duì)列l(wèi) 開放的頁面管理（每個(gè)子存貯體都有一個(gè)表項(xiàng)）l 存貯器控制器的時(shí)鐘頻率是SDRAM時(shí)鐘頻率的兩倍，支持睡眠電源管理模式l 支持ECC上的錯(cuò)誤注入1.3.4 兩個(gè)三速Ethernet控制器三速Ethernet控制器（TSEC）支持10/100 Ethernet至1000 Mbps或1Gbps IEEE 802.3協(xié)議。Ethernet IEEE 802.3協(xié)議是一個(gè)被廣泛地用的LAN，基于載波偵聽多路訪問/沖突檢測（CSMA/CD）方法。因?yàn)镋thernet和IEEE 802.3協(xié)議非常相似，可以同時(shí)存在于同一個(gè)LAN之上，所以10/100 Ethernet提高了Ethernet的速度，從10提高到100 Mbps，為主干和服務(wù)器的連接提供了一個(gè)簡單的、高性價(jià)比的選擇。MPC8349E中的TSEC提供了千兆位Ethernet，它建立在Ethernet協(xié)議之上，但將速度提高了10倍，從 10/100 Ethernet到1Gbps。MPC8349E中的TSEC包含下面獨(dú)有的特性：l Ethernet媒體訪問控制器（MAC）l 先進(jìn)先出（FIFO）控制器l 直接存儲(chǔ)器訪問（DMA）控制器l 10位接口（TBI）l 基于寄存器的統(tǒng)計(jì)模塊，支持管理信息庫（MIB）遠(yuǎn)程監(jiān)控（RMON）接收和發(fā)送數(shù)據(jù)緩沖區(qū)中的數(shù)據(jù)的最高有效字節(jié)分別與幀中的最高有效字節(jié)相對(duì)應(yīng)。完整的TSEC是為單MAC應(yīng)用設(shè)計(jì)的。TSEC支持多種標(biāo)準(zhǔn)的MAC-PHY接口，以連接到外部Ethernet收發(fā)器：l MII接口的運(yùn)行速度為10/100 Mbpsl GMII接口的運(yùn)行速度為1000 Mbpsl 對(duì)于光纖通道應(yīng)用，TBI接口可以連接到的SerDes設(shè)備l 引腳數(shù)減少版本的GMII接口（RGMII）和10位接口（RTBI）TSEC軟件編程模型與MPC8260（PowerQUICC II）設(shè)備類似。因此Freescale客戶可以使用已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了的Ethernet驅(qū)動(dòng)程序，從而縮短軟件開發(fā)周期。1.3.5 PCI控制器MPC8349E的32/64位PCI控制器符合PCI Local Bus Specification Rev. 2.3.（局部總線規(guī)范 2.3版本）。PCI1和PCI2接口都可以用作主橋接口?？梢赃x擇把PCI1接口用作一個(gè)代理設(shè)備。兩個(gè)PCI控制器都支持32位尋址和32位數(shù)據(jù)總線。PCI1控制器還支持64位數(shù)據(jù)總線。作為主設(shè)備時(shí)，MPC8349E支持對(duì)PCI存儲(chǔ)空間、PCI I/O空間和PCI配置空間的讀和寫操作。此外，MPC8349E還可以產(chǎn)生PCI特殊周期和中斷響應(yīng)命令。作為目標(biāo)設(shè)備時(shí)，MPC8349E支持對(duì)系統(tǒng)存儲(chǔ)器、PCI配置空間和片上存儲(chǔ)器映射的配置空間的讀和寫操作。MPC8349E PCI控制器包括以下獨(dú)有的特性：l 配置事務(wù)上的地址步進(jìn)l 快速連續(xù)事物l 數(shù)據(jù)流l 在主機(jī)模式下，PCI控制器支持外部信號(hào)分離，因此可以關(guān)閉到外部設(shè)備的電源1.3.5.1 PCI總線仲裁單元每個(gè)MPC8349E PCI控制器都包含一個(gè)PCI總線仲裁單元，免除了對(duì)外部單元的需要，因此降低了系統(tǒng)的復(fù)雜性和成本。它擁有以下特性：l PCI1支持五個(gè)/REQ/GNT信號(hào)對(duì)，因此支持五個(gè)外部主設(shè)備。MPC8349E PCI1控制器是仲裁池中的第六個(gè)成員。l PCI2 支持三個(gè)/REQ/GNT信號(hào)對(duì)，因此支持三個(gè)外部主設(shè)備。MPC8349E PCI2控制器是仲裁池中的第四個(gè)成員。l 總線仲裁單元允許公平裁決，以及優(yōu)先級(jí)機(jī)制。l 使用了一個(gè)兩級(jí)循環(huán)方案，可以利用高或者低優(yōu)先級(jí)仲裁池設(shè)定每個(gè)設(shè)備。低優(yōu)先級(jí)池中的成員可以被提升到高優(yōu)先級(jí)池中。一旦準(zhǔn)許使用總線，則將該設(shè)備重新放入低優(yōu)先級(jí)池中。l 可以禁止該單元，以允許使用遠(yuǎn)程仲裁單元。l 可以把仲裁單元獨(dú)立出來，以允許關(guān)閉外部設(shè)備的電源。1.3.6 通用串行總線（USB）2.0MPC8349E USB 2.0控制器提供了作為主機(jī)和設(shè)備同時(shí)操作。USB主機(jī)和設(shè)備控制器提供了點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的連接，與USB規(guī)范 Rev 2.0一致。它還允許主機(jī)和設(shè)備功能共存和同時(shí)工作?？梢詫SB控制器配置為作為獨(dú)立的主機(jī)、獨(dú)立的設(shè)備或同時(shí)工作的主機(jī)和設(shè)備進(jìn)行工作。更多信息參見圖1-4。可以把主機(jī)和設(shè)備都配置為支持下面四種類型的USB傳輸：l 批量l 控制l 中斷l(xiāng) 同步圖1-4. USB控制器端口配置1.3.6.1 USB雙角色（Dual-Role）控制器l 支持USB活動(dòng)（OTG on-the-go）模式，包括設(shè)備和主機(jī)功能l 符合USB規(guī)范 Rev 2.0l 支持作為獨(dú)立的USB設(shè)備工作n 支持一個(gè)上游端口n 支持六個(gè)可編程USB端點(diǎn)l 支持作為獨(dú)立的USB主控器工作n 支持帶有一個(gè)下游端口的USB根集線器n 增強(qiáng)主控器接口（EHCI）兼容l 支持高速（480Mbps）、全速（12Mbps）和低速（1.5Mbps）操作l 支持帶有UTMI、串行和UTMI+少引腳接口（ULPI）的外部PHY1.3.6.2 USB多端口主控器l 支持作為獨(dú)立的USB主控器工作n 支持帶有一個(gè)或兩個(gè)下游端口的USB根集線器n 增強(qiáng)主控器接口（EHCI）兼容l 符合USB規(guī)范 Rev 2.0 l 支持高速（480Mbps）、全速（12Mbps）和低速（1.5Mbps）操作l 支持到?jīng)]有外部集線器的高速設(shè)備的直接連接l 支持帶有串行和UTMI+少引腳接口（ULPI）的外部PHY1.3.7 本地總線控制器（LBC）本地總線控制器（LBC）的主要部件是它的存儲(chǔ)器控制器，該存儲(chǔ)器控制器提供了到多種類型的存儲(chǔ)器設(shè)備和外圍設(shè)備的無縫接口。存儲(chǔ)器控制器負(fù)責(zé)控制八個(gè)存儲(chǔ)器存貯體，這些存貯體被一個(gè)高性能SDRAM機(jī)、一個(gè)通用片選機(jī)（GPCM）和最多三個(gè)用戶可編程機(jī)（UPM）共享。同樣，LBC支持到同步DRAM（SDRAM）、SRAM、EPROM、Flash EPROM、突發(fā)式RAM和其他外圍設(shè)備的一個(gè)最小的粘和邏輯接口。LBC的外部地址鎖存允許（LALE）信號(hào)允許地址和數(shù)據(jù)信號(hào)的復(fù)用，以減少設(shè)備的針腳數(shù)。本地總線控制器還包含很多數(shù)據(jù)校驗(yàn)和保護(hù)特性，例如數(shù)據(jù)奇偶校驗(yàn)發(fā)生和校驗(yàn)、寫保護(hù)和一個(gè)總線監(jiān)控器，以確保每一個(gè)總線周期都可以在一個(gè)用戶指定的周期內(nèi)終止。本地總線控制器（LBC）的主要特性如下：l 存儲(chǔ)器控制器帶有八個(gè)存儲(chǔ)器存貯體（片選）n 帶屏蔽的32位地址譯碼n 可變存儲(chǔ)器塊尺寸（從32 K字節(jié)到2G字節(jié)）n 基于每個(gè)存貯體的控制信號(hào)發(fā)生選擇 n 基于每個(gè)存貯體的數(shù)據(jù)緩沖區(qū)控制激活n 奇/偶校驗(yàn)包括對(duì)一個(gè)訪問的讀-修改-寫（RMW）的奇偶校驗(yàn)n 寫保護(hù)能力n 奇偶校驗(yàn)字節(jié)選擇l 同步DRAM（SDRAM）機(jī)n 為到符合JEDEC的SDRAM設(shè)備的直接連接提供了控制功能和控制信號(hào)n 支持最多四個(gè)并發(fā)的打開頁面n 支持32位、16位和8位端口尺寸的SDRAMn 支持外部地址和/或命令行緩沖l 通用片選機(jī)（GPCM）n 兼容SRAM、EPROM、FEPROM和外圍設(shè)備n 系統(tǒng)復(fù)位時(shí)可以使用全局（引導(dǎo)）片選n 引導(dǎo)片選支持8位、16位、32位的設(shè)備n 對(duì)外部設(shè)備的訪問最小三個(gè)時(shí)鐘n 四個(gè)字節(jié)寫允許信號(hào)（/LWE0:3）l 三個(gè)用戶可編程機(jī)（UPM）n 基于數(shù)組的可編程機(jī)控制外部信號(hào)的時(shí)序，控制粒度最多可為外部總線時(shí)鐘周期的四分之一n 當(dāng)內(nèi)部主設(shè)備請求一個(gè)單拍或突發(fā)讀或?qū)懺L問時(shí)，運(yùn)行用戶指定的控制信號(hào)模式n 可以通過軟件啟動(dòng)用戶指定的控制信號(hào)模式n 支持8位、16位、32位的設(shè)備n 頁面模式支持一個(gè)突發(fā)中的連續(xù)傳輸 n 帶軟件可配置旁路的延遲鎖定環(huán)（DLL）可以產(chǎn)生低頻率的總線時(shí)鐘1.3.8 可編程中斷控制器（PIC）可編程中斷控制器（PIC）實(shí)現(xiàn)了一些必要的功能，為通用中斷控制提供了一個(gè)靈活的解決方案。PIC包括一下特性：l 與MPC8260在功能和編程模型上兼容l 支持8個(gè)外部和35個(gè)內(nèi)部獨(dú)立中斷源l 支持一個(gè)外部（可選的）和七個(gè)內(nèi)部機(jī)器檢查中斷源l 可編程的最高優(yōu)先級(jí)請求l 將四個(gè)片上中斷信號(hào)和四個(gè)外部中斷信號(hào)分為兩個(gè)可編程優(yōu)先級(jí)混合組，每個(gè)組使用兩種優(yōu)先級(jí)方案：分組的和擴(kuò)散的l 將八個(gè)片上中斷信號(hào)分為兩個(gè)可編程優(yōu)先級(jí)內(nèi)部組，每個(gè)組使用兩種優(yōu)先級(jí)方案：分組的和擴(kuò)散的l 可以對(duì)優(yōu)先級(jí)中斷進(jìn)行編程，以支持緊急（/cint）或系統(tǒng)管理（/smi）中斷類型l 導(dǎo)向主處理器的外部和內(nèi)部中斷l(xiāng) 每個(gè)中斷源都有唯一向量號(hào)l 當(dāng)處于核禁止中斷模式時(shí)，將中斷重定向到外部/INTA信號(hào)1.3.9 兩個(gè)I2C接口IC間（IIC或I2C）總線是一個(gè)二線的串行數(shù)據(jù)（SDA）和串行時(shí)鐘（SCL）雙向串行總線，它提供了一個(gè)簡單有效的方法，用于實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)和其他設(shè)備之間的數(shù)據(jù)交換，例如微控制器、EPROMs、實(shí)時(shí)時(shí)鐘設(shè)備、A/D轉(zhuǎn)換器和LCD。二線總線將設(shè)備之間的互連減少到最少。同步的、多主設(shè)備的I2C總線允許將附加設(shè)備連接到總線，以進(jìn)行擴(kuò)展和系統(tǒng)開發(fā)。I2C控制器是一個(gè)真正的多主設(shè)備總線，它包括沖突檢測和仲裁，如果兩個(gè)或者多個(gè)主設(shè)備試圖同時(shí)控制總線時(shí)，可以防止數(shù)據(jù)毀壞。 該功能允許帶多個(gè)處理器控制的復(fù)雜應(yīng)用。I2C控制器由一個(gè)發(fā)送/接收單元、一個(gè)時(shí)鐘單元和一個(gè)控制單元組成。I2C單元支持通用的廣播模式，片上過濾消除了總線上的尖峰信號(hào)。I2C接口包含以下特性：l 二線接口l 多主設(shè)備運(yùn)行l(wèi) 帶有從主設(shè)備切換到從設(shè)備的自動(dòng)模式的仲裁丟失中斷l(xiāng) 調(diào)用地址標(biāo)識(shí)中斷l(xiāng) 總線忙檢測l 軟件可編程時(shí)鐘頻率l 軟件可選的響應(yīng)位l 用于總線尖峰信號(hào)的片上過濾l 支持地址廣播l 利用引導(dǎo)定序器嵌入式硬件有選擇地載入I2C EPROM中的系統(tǒng)初始化數(shù)據(jù)1.3.10 DMA控制器MPC8349E DMA引擎可以從任何的合法地址范圍到任何其他的合法地址范圍傳輸數(shù)據(jù)塊。因此，它可以實(shí)現(xiàn)任意I/O和存儲(chǔ)器端口之間、甚至兩個(gè)設(shè)備之間、或者同一個(gè)端口上的單元之間的DMA 傳輸。DMA 控制器提供了下面一些特性：l 四個(gè)高速/高帶寬的通道，可以由本地和遠(yuǎn)程的主設(shè)備訪問l 支持所有通道的握手（外部控制）信號(hào):：/DREQ0:3、/DACK0:3、/ DDONE0:3l 基本的DMA操作模式（直接，簡單鏈接）l 支持非對(duì)齊傳輸l 通道之間的可編程帶寬控制 l 完成段或鏈時(shí)產(chǎn)生中斷1.3.11 兩個(gè)通用異步接收器/發(fā)送器（DUART）MPC8349E 包括一個(gè)用于維護(hù)、開發(fā)和調(diào)試系統(tǒng)的DUART。MPC8349E為每個(gè)端口