基于PowerPC架构多核处理器嵌入式系统硬件设计.pdfVIP

基于 PowerPC 架构多核处理器嵌入式系统硬件设计 王长清 岑凡 蔡惠智 （中国科学院声学研究所北京 100190） 摘 要：介绍了基于PowerPC架构的信号处理与存储嵌入式系统设计方案和系统中PowerPC 双核处理器MPC8641D 的主要特征，着重阐述了系统中电源、时钟、存储等电路模块的实现， 并对硬件中的优化设计和实现中的关键技术进行了简要说明。 关键词：PowerPC ；多核处理器; 嵌入式系统 中图分类号：TP274 文献标识码：B The Hardware Design of Embedded System for Multi-core Processor Based on PowerPC Architecture Wang Changqing Cen Fan Cai Huizhi （Institute of Acoustic, Chinese Academy of Science, Beijing 100190 China ） Abstract ：In the paper , the main features of multi_core processor of PowerPC --MPC8641D are introduced at first, and embedded linux system for signal processing and store using MPC8641D based on PowerPC is presented. The implementations are described in detail, including power circuit, clock circuit, store circuit etc. The pivotal technologies and optimal hardware design are discussed briefly. Keywords: PowerPC ；Multi-core Processor ；Embedded System 1 引言 由于高速设计和热问题解决的复杂性意味着仅仅靠提高处理器工作频率已经无法满足 不断增长的系统性能要求，系统设计工程师转向多内核架构处理器而不是更高频率的器件来 实现系统性能的提高。串行/解串器（SerDes）技术能够实现各个模块的高速互连，越来越 多的高性能的嵌入式系统设计采用符合ATCA和uTCA等业界标工业标准架构的模块化设 计，实现组件复用，从而降低总的系统成本，减轻设计师的设计负担，缩短产品的上市时间。 本文结合高性能MPC8641D双核处理器的特性，设计了一种具有Altivec矢量处理技术， 集成Serial Rapdi IO、千兆以太网口、SATA2等多种高速数据接口和高速串行总线互连技术 的嵌入式信号处理与存储ATCA结构硬件平台。该平台优异集成功能，意味着更少的板卡数量 和更高的处理密度，支持互联网、电信、军事、存储以及普遍计算等嵌入式高端应用。 2 系统概述 本设计是基于ATCA架构主板，核心采用采用飞思卡尔公司高性能PowerPC双核处理器， 充分利用MPC8641D提供的接口，提供了实施数据处理与存储管理的设备和Serial Rapdi IO、 千兆以太网口、SATA2等多种高速数据接口，具有信号高性能处理和高速传输能力。系统结 构框图如图1所示。 1 图 1 信号处理与存储平台的结构框图 3 系统设计与硬件实现 3.1 MPC8641D处理器简介 飞思卡尔的 MPC8641D双核处理器是在e600 内核和PowerQUICC™ 片上系统（SoC ） 基础上开发的，有 AltiVec® 128位矢量处理引擎，提供突破性的性能、连接及集成功能， 芯片提供2个DDR2控制器、Local Bus控制器、可编程