摘要： IMA 是ATM在窄带网络接口(如反复使用技术)中实现宽窄带网络的集成El／T在链路接口上实现ATM宽带业务IMA协议界面，实现将ATM信元流反向复用多个低速El／T1链路上。 关键词：微处理器|微控制器MPC8280IMA采集协议数据PowerPC Abstract： Key words : IMA 是ATM在窄带网络接口(如反复使用技术)中实现宽窄带网络的集成El／T在链路接口上实现ATM宽带业务。通过IMA协议界面，实现将ATM信元流反向复用多个低速El／T1链路上。IMA是支持高速ATM一种实用的信元流方法。利用现有链路(特别是2)进行多媒体用户访问 Mb／s链路)进行ATM传输等应用创造了条件。特别适用于建网初期TD—SCDMA接入网Node B侧数据传输。
基于计算机的数据采集系统可以根据不同于计算机的接口方式进行分类。基于低速数据的采集ISA总线系统面临被子USB替代趋势。对于高速数据采集系统，主要基于PCI总线传输数据。PCI与其他总线相比，总线速度高，硬件资源丰富，更好PCI设备驱动软件开发包支持等优点。主要基于高速数据采集系统PCI接口芯片及基础PCI数据采集卡2种开发选择。前者具有数据采集灵活、控制方便等优点。但基于选定芯片的数据采集卡需要设计。同时由于PCI总线是共享总线，仲裁算法一般是公平竞争。为了稳定可靠地收集数据流，采集卡上必须有适当的缓存，这涉及到先进先出的结构，以提高整个系统的复杂性。后者可选择符合系统要求的数据采集卡，大大缩短了项目的开发时间，设计相对简单。采集卡的必要配置以及如何嵌入系统的软硬件设计。
网络处理器MPC8280是PowerPC集成了处理器系列G内核和通信处理器CPM，可轻松处理1000 Mb／s以太网、ATM等待应用程序。集成系统PCI接口单元，满足基础PCI总线数据传输的开发模式。
1 MPC8280芯片介绍
用于通信领域PowerPC处理器系列MPC8280是一种采用双核结构的多功能通信处理器，即PowerPC内核G二、通信处理模块CPM专用内核CP。时钟频率不同。G内核与一般处理器功能相似，主要执行高层代码，完成对外设的控制和管理；CP处理器内核处理具体底层通信协议，通信处理模块CPM部分还包括各种通信控制外围模块，通过灵活设置这些外围通信模块来实现具体应用中的协议，几乎支持各种常见的底层传输协议。图1是MPC8280内部构架图。
MPC8280内部构架图
2 总体设计系统
2．1 设计思想
参考IMA可以得出功能单元的参考模型IMAE如图2所示，1的数据处理功能流程图主要完成物理层TC子层、IMA子层、ATM层和AAL层的协议解码，图中PMD链路接口负责接收E1链路上的ATM成帧模块处理后发送信息IMA协议处理模块还原为标准ATM信元流，送到进行 ATMSAR—PDU处理，提取链路信息，发送到上位机进行分析和处理。
2．2 硬件总体设计
选用基于PCI接口芯片的数据采集设计方案由板级处理器重组分组，然后上传组装好的数据，使数据组装与数据上传并行工作，可以有效减少PC硬件层数据过滤功能也可以实现机器的负担。硬件设计如图3所示。该系统由保护线连接IMA E传输线路，经过E1成帧器转化为PCM E一帧，再多路IMA E1送入IMA形成处理器ATM信元流，通过MPC8280进行ATM适配，组装PDU数据，再将PDU数据通过PCI将接口上传到上位机进行协议解码和分析。
硬件设计
3 设计各功能模块
3．1 多PHY的UTOPIA实现接口设计
该系统已实现IMA E1数据采集和模拟功能，因此需要两个通道的数据传输。同时，由于需要MPC8280处理，整个物理层模块和MPC8280之间的数据交互与单个通道完全不同。UTOPIA接口是ATM网络层和物理层之间的标准传输接口。它的运行模式有单PHY模式以及多PHY模式。单PHY模式是物理层只有一个接口，而且多PHY在这种情况下，有多个物理层接口交互。在这种情况下，必须考虑如何选择接口交互的轮询。MPC8280的UTO～PIA 接口的详细信号描述。
从图4可以看出，UTOPIA接口传输信号主要由接口时钟信号、数据传输信号、信元级的握手控制信号以及轮询地址信号组成。UTOPIA接口接收和发送通道的控制信号是独立的，其工作模式分为主模式和从模式。设计中需要理由MP(28280主动轮询控制多个物理层装置ATM所以 MP(28280侧UTOPIA接口工作是主模式。对于物理层设备，在传输信元时，应接收来自MPC由8280发起的各种控制和轮询，因此物理层侧 UTOPIA接口工作是从模式。当UTOPIA界面工作较多PHY的情况下，MP(28280 UTC)PIA两种以上的接口支持PHY操作模式：
UTOPIA接口传输信号
直接轮询法 利用CLAV[3~0]以及地址，ADD[O，1]共支持4个物理层装置。每个物理层装置1个收发CLAV，同时，公共使用地址ADD每一个cLAV操作与单次操作相同。
单CLAV轮询 利用1个CLAV以及ADD[4～0]，ATM从0X0～FPSMR[LAST_PHY]写入地址。所有物理层设备共收发1个CLAV，同时使用公共地址ADD[0～4]。
3．2 PCI接口设计
PCI局部总线在CPU将复杂的管理层插入外部设备，协调数据传输，提供一致的总线接口，形成开放的局部总线标准，而不依赖于CPU芯片。 PCI总线是与CPU对于异步工作，总线上的工作频率固定为66 MHz。数据宽度标准为32位和64位，数据传输率最高为132位 MB／s和264 MB／s。它可以支持多种外设，在高频率下保持最佳性能。PCI为了加快数据传输，还支持总线控制技术，允许智能设备在适当的时候获得总线控制权。在某种意义上，可以认为在某种意义上PCI局部总线解决了高性能问题CPU处理能力与低效系统结构之间的瓶颈。
本设计采用专用设计PCI实现接口芯片PCI接口，使用MP(:8280处理器集成PCI接口逻辑功能，因此只需在处理器内部配置相应的模块寄存器即可实现其功能。PCI整个网络处理器中桥的功能框图。
PCI功能框图在整个网络处理器中
在MPC8280内部，PCI桥对外的PCI接口信号和局部总线的信号引脚是重用的，因此在系统启动时，必须正确设置相应的硬件跳线和硬件复位配置词PCI引脚及内部功能寄存器配置。PCI桥梁与通信处理模块之间有通信处理模块DMA通道，可以在DPRAM与PCI接口之间直接进行DMA通道数据传输，但这种情况通常很少使用。通常通信处理模块CPM的数据通过60X总线传输到外部存储器，PCI控制桥直接通过60X数据交互工作在总线接口总线和系统内存之间进行。
PCI数据采集卡系统和上层接口PC机器软件之间的交互接口由上层驱动PC因此，机器操作系统提供MPC8280的PCI桥接口实际上是在模式下工作的，PC控制机器系统软件。整个数据采集系统的时钟、复位信号和电源由PC机上的PCI接口提供。
3．3 网络处理器总线控制功能设计
任何存储设备或I／O设备通常通过处理器的系统总线连接到处理器。处理器存储空间bank控制单位。MPC8280是32位处理器 理论上，32条地址线的空间范围是4 GB，也就是说，寻址的范围是Ox00000000～0xFFFFFFFF。例如，每个外部设备FLASH，SDRAM内存控制器可以通过控制网络处理器进行OR和BR寄存器唯一确定外部存储空间对应4 GB每组空间的位置OR和BR寄存器对应1个外设存储(I/0)空间被称为一个bank。为了灵活管理和设置外部存储控制器，存储控制器包含12个基地址寄存器(BRx)寄存器配置在12个选项(0Rx)，对12个外部存储器进行具体设置。
配置选项寄存器OR根据不同存储器选择的控制状态机，主要提供高位地址掩码等补充设置选项，SDRAM状态机的行列地址选择， GPCM状态机插入等待周期等。从上面可以看出，相应的基地址寄存器是通过配置内存控制器中的每个存储片来选择的BR以及选项寄存器OR，外部存储器的具体状态控制部存储器可以设置j1二作模式。需要注意的是，存储控制器的状态机制与存储器之间没有相应的关系。每个状态控制器可以对应12个存储器中的任何一个，多个存储器也可以设置为相同的状态控制器。
当系统访问相应的存储器时，首先比较访问地址和每个存储器BR寄存器中BA当访问的地址与寄存器中的地址匹配时，位置设置的高17位地址表明访问的空间位于存储器地址的空间范围内。此时，系统通过选择信号片选择存储器储器对应的状态机获得总线访问外部信号控制权，系统可以访问存储器。
4 硬件系统信号完整性分析
信号完整性是指在线信号的质量。高速电路的传输线效应会导致信号完整性下降、数据丢失和判断错误，因此信号完整性分析已成为高速电路设计和模拟的关键。在高速电路设计中，信号完整性不是单一原因造成的，而是板级设计中多种因素共同作用的结果。反射、振铃、地弹、串扰等常见的信号完整性问题。振铃和地弹实际上是信号完整性问题中的单信号线现象，而串扰是由电路上的两条信号线和地平面引起的。
下面通过sDRAM以内存模块部分信号完整性分析为例，描述了整个硬件电路的信号完整性模拟过程。图6显示了内存模块电路中的数据线信号DATA反射信号模拟图没有任何优化措施。
反射信号仿真图未采取任何优化措施时
DATA0是MPC8280 u直接与内存芯片u从图6可以看出，无论是信号的驱动端u1-19，还是负载端？U2-12，在传输信号线上有严重的反射。信号分析见图7。
信号分析采用终端匹配措施后
当适配电阻R172.2时，可以通过对比分析波形提供8种终端适配电阻的模拟效果波形Ω时，此时信号的反射达到最小，信号完整性最好。采用此电阻对DATA0信号连线进行终端适配端接以后，信号的反射明显减小，尤其是在消除抖动，低电平方面得到很大改善，从而DATAO信号完整性得到保证。其他的内存访问各个信号的反射分析与优化也与这类似。
5 结 语
ATM 反向复用通过把多个物理通信接口(通常为E1接口)绑定为一个逻辑接口，从而突破单个物理接口的速率限制，根据实际需要配置接口速率，以获得业务所需要的接口带宽。在此设计了针对IMA E1传输的数据采集系统，重点介绍基于MPC8280的数据采集系统硬件设计过程。该系统最后通过与软件联调，能够实现多帧AAL2和AAL5数据的发送和接收，达到了IMA E1数据采集的目的。