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广东深圳专业医疗器材仪器工业产品设计基于MPC860的综合复分接设备设计及实现
-基于MPC860的综合复分接设备设计及实现
2019/03/05
本文根据用户实际应用需要提出了一种基以MPC860的综合复分接设备设计与实现方案。
方案中利用以具有代表性的广泛应用的MPC860作为核心芯片,配以其他功能芯片设计和实现了基于嵌入式技术的综合复分接设备,该设备可实现二/四线音频、PTT音频、异步数据、电话、以太网等业务的接入和交换并可将接入的业务信息通过数字中继接口(E1)进行远程传输。

  【关键词】 综合业务接入 嵌入式系统 MPC860
  一、引言
  某用户根据形势发展需要,需要对目前的短波机动通信车系统进行技术改造,增加部分设备,将分散的机动通信车辆组合成机动通信系统,以形成具有多种通信手段、多种接入方式的综合化、网络化、自动化的通信系统。

  本文所讨论的综合复分接设备是某短波机动通信车技术改造中的核心设备,可实现二/四线音频、PTT音频、异步数据、电话、以太网等业务的接入和交换并可将接入的业务信息通过数字中继接口(E1)进行远程传输。

  二、MPC860处理器简介
  MPC860是Mororla公司嵌入式芯片MPC8XX系列微处理器中的一种,它内部集成了微处理器和一些控制领域的常用的外围组件,特别适用于通信产品,器件具有良好的适应性、扩展能力强和集成度高。
本设计采用了MPC860T芯片,该芯片CPU总线为32位,总线速度最高可达80M,处理器内部集成了通用CPU、专用通信控制RISC和定时、DMA、缓冲区管理等资源,可提供10/100M以太网控制器、HDLC同步通信控制器和异步通信控制器等多种网络通信控制器和通信接口,大大增强了嵌入式系统的功能,简化了系统设计,提高了可靠性。

  三、综合复分接设备硬件设计与实现
  (一)综合复分接设备硬件体系架构
  综合复分接设备硬件设计采用模块化设计,交换控制部分设计为系统板,是整个系统的控制核心,主要实现系统控制、业务处理和电话处理等功能;各类业务分别作为功能模块集成在母板上,实现各业务接入和基本接口功能。

  综合广东深圳专业医疗电子产品外观工业产品设计加强医院医疗设备质量控制确保医疗质量安全复分接设备功能框图如图1所示:
  综合复分接设备整体设计分为5个部分,各部分组成及功能如下:(1) 系统板-主要包括:CPU子系统、DSP子系统、以太交换模块和CPLD逻辑处理模块等,实现系统控制、业务处理和配置等功能;(2) 业务板-也称母板,包括:FPGA、CPLD、PHY接口、E1接口、异步数据接口、音频接口、PTT接口、电话接口、时钟部分等,主要是对各种业务的接口电路进行设计;(3) 电源板-完成外部电源的接入和转换,实现交流220V或直流24V到+5V、-5V、AC75铃流的转换,为设备内部各工作芯片或单元板提供工作电源,同时还包括电源滤波等;(4) 接口板-完成与外部设备硬件的连接;(5) 指示板-设备运行状况指示。

  (二)设计过程中技术难点及实现方法
  在综合复分接设备设计与实现过程中,实现点对多点以太网数据透传功能为本设备中的技术难点。

  以太网数广东深圳专业迈瑞彩超产品设计公司新奇特产品据通过E1传输透传业务称为特殊业务,与音频、PTT、串口、电话业务等传统业务不同的是,传统业务是点对点的,在具体实现时要设置其路由关系,并且同一时刻传统业务被限定为只向一个方向传输或一个节点传输,而以太网业务则要求同一时刻能向多个方向传输,能与多个节点组成网桥功能。
这样,整个系统在设计时必须要解决两个问题:(1) 以太网业务必须要超越路由管理的限制;(2) 能与传统业务融合为一体,共享E1资源。

  为此本设计采用的策略为:(1)在设计系统软件及网管软件时,将用于透传以广东深圳专业医用产品器材工业产品设计建筑结构设计浅析太网数据的时隙单独处理,不受单一路由设置的限制;这样只要E1的物理线路通,网口数据就能透传过去。
在网口数据的处理上,用4路网桥分别独立对应于四个E1通道。
在发送方:当网口收到数据后,以数据包的形式分别存储到四个网桥的缓存中,各路网桥再将数据包复合到相应E1配置的时隙上去,各路之间互相独立,无论是传输速度不一致还是某路出现传输错误进行出错重传,都不会影响到其他路的传输;在接收方,从E1相应时隙中将提取出数据包并对各数据包恢复排序,最终将合包后的数据送至网口。
(2)在硬件设计上,采用DS33Z44专用芯片实现网桥功能设计。
DS33Z44芯片是一款4路以太网到HDLC的映射器,DS33Z44 通过将 MAC 帧封装进 HDLC或者X.86(LAPS),在四路 PDH/TDM 数据流上进行传输,实现对四个 10/100 以太网LAN网段的扩展。
该器件能以全线路速率执行数据包存储转发,内建约定信息速率(CIR)控制器,在最大线路速率范围内,提供步长512kbps的带宽分配。
芯片内置SDRAM控制器,可直接外接128Mbit的SDRAM实现对以太网数据和广域网数据缓存。

  四、综合复分接设备的软件系统架构
  综合复分接设备软件功能通过MPC8600运行基于VxWorks操作系统的程序(存于外部Flash中)实现,该软件系统设计采用模块化分级、分布式设计,各功能模块相对独立,互不影响。

  VxWorks操作系统提供了MPC860的板级支持包(BSP)。
BSP提供了软件调用MP广东深圳专业健力普激光治疗仪产品设计公司浅议冶金设备设计中的带式运输机设计C860硬件功能和资源的接口,包括MPC860的初始化、中断处理与产生、硬件时钟与定时管理、局部和总线内存空间的映射、内存大小定义等。

  在VxWorks提供的BSP基础上,综合复分接设备软件采用模块化的层次结构设计,软件内部接口关系如图2所示。
各业务管理统一由呼叫中心(也称控制中心)进行统一管理和控制,各业务端口分别对应各个功能模块,相对较为独立,互相之间影响小。

  软件架构包括两个大的部分:公共平台部分和应用层部分。
公共平台提供基本通用的软件,它可以应用于多种应用类型的交换系统、接入系统、设备管理系统等,具体包括各类硬件驱动软件、实时操作系统、网络协议等。
应用部分软件是用来满足用户的各种应用需要的软件,具体包括业务应用层和配置管理层。
以下是主要模块功能介绍:(1)实时操作系统。
实时操作系统(RTOS)完成基本的操作系统功能,如任务、定时器、信号灯等的创建和应用。
(2)硬件驱动层。
硬件驱动层主要负责硬件的初始化、管理和控制。
包括FPGA、CPLD、DSP及网口芯片等的初始化和处理。
(3)网络协议层。
网络协议层主要是为网络管理、信息配置、网络地址路由提供基础,主要使用Tornado内置网络协议模块。
(4)业务应用层。
业务应用层提供应用系统的呼叫处理功能和业务控制功能以满足用户的不同业务需求。
(5)配置管理层。
配置管理层主要负责与配置管理终端的通信,实现系统的业务数据配置、日志管理、远程命令行接口等功能。

  五、结语
广东深圳专业IVD产品设计公司加强医疗器械行业的财务管理研究  我们以具有代表性的广泛应用的MPC860作为核心芯片,配以其他功能芯片实现了基于嵌入式技术的综合复分接设备。
综合复分接设备应用了嵌入式操作系统、时隙复用技术和E1/以太网技术三项重要技术,实现了多种业务的复用。

  目前国内市场上有很多基于E1的综合业务复用设备的设备生产商,但他们的设备只能满足部分业务的透明传输,不能满足对短波电台的特殊PTT音频接口以广东深圳专业医用器材工业产品设计深圳量化科学发展观等及各设备之间的零活组网应用。
通过本综合复分接设备的成功研制,解决了用户的实际问题,目前已成功应用于多个用户的机动通信系统的改造,有效的保障了用户紧急状态下的短波通信。

  参 考 文 献
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