QUICC Engine新引擎推動(dòng)IP網(wǎng)絡(luò)革新

 仔細(xì)觀察一輛混合動(dòng)力汽車的構(gòu)造，您會(huì)看到汽車上 有兩個(gè)獨(dú)立的引擎：一個(gè)汽油發(fā)動(dòng)機(jī)和一個(gè)電動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)。 兩個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)一前一后，動(dòng)力互通，以實(shí)現(xiàn)最佳的效率和性能。

    當(dāng)今的下一代通信處理器擁有相同的混合架構(gòu)，將強(qiáng) 大的處理器核心與獨(dú)立的片上通信引擎相結(jié)合．飛思卡 爾行業(yè)領(lǐng)先的PowerQUICC架構(gòu)就是這樣的一個(gè)典型架 構(gòu)。作為全球應(yīng)用最廣泛的通信處理器，PowerQUICC體 系結(jié)構(gòu)是全球眾多客戶的首選技術(shù)，包括蜂窩基站和控制 器、數(shù)字用戶線路接入復(fù)用器(DSLAM)、路由器、交換機(jī)、網(wǎng)關(guān)、無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)(PON)解決方案、互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議語(yǔ)音(VoIP)和其他設(shè)備的350多家制造商。 

    PowerQUICC架構(gòu)采用一個(gè)PowerPC核心，主要用 于控制平面處理．基于RISC的獨(dú)立通信處理器模塊(CPM)負(fù)責(zé)處理外圍設(shè)備的任務(wù)和多個(gè)通信協(xié)議(ATM、 以太網(wǎng)和HDLC)，從而與CPU協(xié)調(diào)一致地工作。過(guò)去 1O年以來(lái)，好評(píng)如潮的CPM一直是PowerQUICC架構(gòu)和 通信行業(yè)內(nèi)的主流，滿足全球數(shù)百個(gè)飛思卡爾客戶數(shù)千次 系統(tǒng)設(shè)計(jì)的協(xié)議處理需求。  

1 通信處理模塊QUICC Engine 

    QUHCC Engine技術(shù)不但具有通信處理器模塊的功 能，并且在原有基礎(chǔ)上邁進(jìn)了一大步。它用兩個(gè)RISC引擎取代一個(gè)CPM引擎，提供的數(shù)據(jù)吞吐率是原來(lái)的4倍，頻率可擴(kuò)展到500 MHz(CPM是333MHz)，支持DDR 存儲(chǔ)和千兆以太網(wǎng)。CPM在L2應(yīng)用上表現(xiàn)出卓越性能，但QUICCEngine技術(shù)支持L3以上的處理，可執(zhí)行更為復(fù)雜的任務(wù)，如互通、轉(zhuǎn)發(fā)、交換和解析等。通過(guò)處理這些復(fù)雜的任務(wù)，QUICC Engine技術(shù)能夠?qū)owerPC核心解 放出來(lái)，使其專注于控制平面的處理，這也正是設(shè)計(jì)Pow- erPC的本意。 

    QUICC Engine的所有這些特性對(duì)于滿足當(dāng)今通信市 場(chǎng)上的“3C”(即融合性、兼容性和經(jīng)濟(jì)高效性)需求至關(guān)重要，能夠幫助設(shè)備制造商實(shí)現(xiàn)與因特網(wǎng)協(xié)議(IP)的網(wǎng)絡(luò)融合性，在不同的軟件平臺(tái)提供兼容性，降低下一代有線和無(wú)線接入設(shè)備的成本，高效開(kāi)發(fā)下一代寬帶技術(shù)設(shè)備。 

    為了幫助制造商有效地利用網(wǎng)絡(luò)和技術(shù)的融合， QUICC Engine提供以下特性。 
    ◆1.2 Gbps的協(xié)議互通，高達(dá)2Gbps的終端處理。 互通可以節(jié)約協(xié)議編程工作，降低從異步傳輸模式 (ATM)、時(shí)分復(fù)用(TDM)和其他協(xié)議向IP網(wǎng)絡(luò)遷移的成本。QUICCEngine可以實(shí)現(xiàn)高帶寬互連，而無(wú)需占用 CPU資源，從而提高總體性能，降低功耗。 
    ◆各種標(biāo)準(zhǔn)的廣泛集成接口，如TDM、以太網(wǎng)和 UTOPIA接口。 
    ◆ATM適配層、ATM反向多路復(fù)用(IMA)和其他協(xié)議的一致性協(xié)議實(shí)施。 
    在整個(gè)設(shè)計(jì)項(xiàng)目中，軟件開(kāi)發(fā)是一個(gè)重要組成部分。作為CPM的演進(jìn)產(chǎn)品，QUICCEngine可以兼容以前的幾代PowerQUICC。這有助于降低開(kāi)發(fā)成本，加快產(chǎn)品上市，并從如下方面保護(hù)客戶投資。 
    ◆PowcrPC指令集架構(gòu)(ISA)，這是最流行的嵌入式通信處理器體系結(jié)構(gòu)。 
    ◆CPM應(yīng)用。利用PowerQUICC客戶軟件的廣泛用戶群。 
    ◆PowerQUICC體系結(jié)構(gòu)的第三方開(kāi)發(fā)工具生態(tài)系統(tǒng)，它是業(yè)界最成熟的系統(tǒng)。另外，還有行業(yè)領(lǐng)導(dǎo)者(如 Wind River Systems， Inc、Green Hills Software，Inc和 QNX Software Systems，Ltd)以及眾多其他公司的ADS 板卡、操作系統(tǒng)和協(xié)議棧。 
    ◆程序員培訓(xùn)。QUICC Engine的編程模型擁有與 以前的CPM工具相同的外觀和感觀。 

    為了實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)高效性，飛思卡爾提供了片上系統(tǒng)集成，使QUICC Engine能夠?yàn)橐幌盗袘?yīng)用進(jìn)行優(yōu)化。 

    對(duì)零售和用戶端設(shè)備來(lái)說(shuō)，QUICC Engine可以配備 一個(gè)RISC核心，以幫助降低成本。對(duì)于需要極高帶寬的應(yīng)用來(lái)說(shuō)，可以配備多個(gè)RISC核心。根據(jù)端口密度要求，可以增加或減少通用通信控制器(UCC)和多通道通信控制器(MCC)的數(shù)量。 

    QUtCC Engine技術(shù)是一個(gè)可編程的片上系統(tǒng)功能構(gòu) 件，可以加速通信協(xié)議。它提供集成的多協(xié)議處理和互通技術(shù)，速度達(dá)到1.2Gbps。它可以減輕PowerPC處理核心的負(fù)擔(dān)，從而增強(qiáng)系統(tǒng)的整體性能。QUICC Engine技 術(shù)能夠與基于PowerQUICC處理器的現(xiàn)有軟件產(chǎn)品兼容，因而設(shè)備設(shè)計(jì)人員能夠利用現(xiàn)有的代碼庫(kù)，從而降低系統(tǒng)成本。  

2 快速啟動(dòng)的QUICO Engine時(shí)代 

    第一款采用QUICC Engine技術(shù)的飛思卡爾通信處 理器產(chǎn)品是MPC8360E PowerQUICC II Pro系列。該系 列基于e300 PowerPC片上系統(tǒng)平臺(tái)，包括MPC8360E和 MPC8358E處理器，每款處理器都由QUICC Engine技術(shù) 提供支持，具有集成的安全引擎特征。全新的Power- QUICC II Pro設(shè)備旨在為IP融合市場(chǎng)上那些對(duì)成本敏 感，想要達(dá)到兩全其美的用戶提供最佳性價(jià)比，并在控制平面和數(shù)據(jù)路徑功能之間達(dá)到平衡。PowerQUICC II Pro 的目標(biāo)應(yīng)用包括：IP DSLAM、IP語(yǔ)音(VoIP)系統(tǒng)、3G無(wú) 線基礎(chǔ)設(shè)施、無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)(PON)設(shè)備、多業(yè)務(wù)接入節(jié)點(diǎn)(MSAN)和中小型企業(yè)(SME)路由器等。 

    作為MPC8360E PowerQUICC II Pro系列的成員之 一，MPC8358E處理器與MPC8360E具備引腳兼容性。 MPC8358E是一種經(jīng)濟(jì)高效的低功耗處理解決方案，能夠滿足寬帶接入應(yīng)用的性能要求，如中小型企業(yè)(SME)路由器、低端DSLAM和IP專用自動(dòng)分交換機(jī)(PABX)系統(tǒng)。 

2.1 e300片上系統(tǒng)平臺(tái) 

    MPC8360E PowerQUICC II Pro基于e300片上系統(tǒng)(SoC)平臺(tái)，因此能夠輕松地快速添加或刪除功能模塊，開(kāi)發(fā)其他基于SoC的系列產(chǎn)品，滿足新興市場(chǎng)需求。e300 SoC平臺(tái)采用飛思卡爾的e300 PowerPC核心。e300核心 基于PowerPC指令集體系結(jié)構(gòu)，是應(yīng)用于上一代Power- QUICC II處理器的PowerPC 603e核心的增強(qiáng)版本。 
    MPC8360E還有其他一些增強(qiáng)特性。它的L1高速緩存達(dá)到以往的兩倍(32KB數(shù)據(jù)高速緩存和32KB指令高速緩存)，并提供集成的奇偶校驗(yàn)，以及其他性能增強(qiáng)功能。e300核心能與基于603e核心的現(xiàn)有產(chǎn)品軟件兼容。 

2.2 連 接 

    MPC8360E處理器可以支持廣泛的通信接口，如 MII、RMII、GMII、TBI、RTBI、NMSI、UTOPIA、POS和 TDM。2個(gè)32位DDR存儲(chǔ)控制器可以確保高速的存儲(chǔ)訪問(wèn)。本地系統(tǒng)總線能以133 MHz頻率運(yùn)行。下列接口 還能提供更多的系統(tǒng)連接：雙UART接口、雙I2C(inter- integrated circuit)接口、雙串行外圍設(shè)備接口(SPI)、PCI 接口和通用串行總線(USB)接口(兼容USB 2.0全速／ 低速)。 

2.3 集成安全性 

    MPC8360E和MPC8358E處理器采用飛思卡爾的安全協(xié)處理器系列的強(qiáng)大集成安全引擎，以提供集成安全性。集成安全引擎支持DES、3DES、MD-5、SHA-1、AES 和ARC-4加密算法，以及公鑰加速器和片上隨機(jī)號(hào)碼生成器。根據(jù)Ipsec、IEEE 802.1Ii及其他安全協(xié)議的要求， 集成安全性引擎能夠進(jìn)行Single-pass加密和驗(yàn)證。  

3 應(yīng)用示例 

    在VoIP應(yīng)用中，QUICC Engine是傳統(tǒng)了DM網(wǎng)絡(luò)和 基于QUICC Engine技術(shù)的IP系統(tǒng)之間的理想網(wǎng)關(guān)，支 持從672~2000多條不等的語(yǔ)音通道。 

    PowerQUICCII Pro的典型應(yīng)用包括。 

    ◆遠(yuǎn)程接入服務(wù)器。 
    ◆中小型企業(yè)路由器。 
    ◆小型辦公室／家庭辦公室(SOHO)路由器。 
    ◆LAN到WAN網(wǎng)橋路由器。 
    ◆蜂窩基礎(chǔ)設(shè)施。 
    ◆媒體網(wǎng)關(guān)。 
    ◆電信交換機(jī)控制器。 
    ◆同步光網(wǎng)絡(luò)(SONET)傳輸控制器。 
    ◆工業(yè)控制器。 
    ◆PON光線路終端。 
    ◆有線電視頭端。 
    帶有QUICC Engine支持的PowerQUICC II Pro 應(yīng)用。 
    ◆IP-DSLAM線路卡和上行卡。 
    ◆VolP網(wǎng)關(guān)。 
    ◆3G基站。 
    ◆適用于IP自動(dòng)專用交換分機(jī)的集成語(yǔ)音路由器。 
    ◆PON光網(wǎng)絡(luò)單元。 
    ◆WiMAX IEEE 802.16無(wú)線基站和超級(jí)接入點(diǎn)。 

    用戶可以開(kāi)發(fā)DSLAM和ATM到以太網(wǎng)的轉(zhuǎn)換設(shè)備，以及類似的PON設(shè)備，具有行業(yè)領(lǐng)先的性價(jià)比和端口密度。使用QUICC Engine的MCC和UT0PIA MPHY 功能，DSLAM可以處理多達(dá)128個(gè)PHY／UTOPIA，同時(shí)支持124PHY標(biāo)準(zhǔn)接口連接。QUICCEngine支持ATM與以太網(wǎng)的互通和IP聚合，這就使得它非常適合于PON 光網(wǎng)絡(luò)終端系統(tǒng)。 

    從2G和2.5G到全分組化3G無(wú)線基礎(chǔ)設(shè)施的遷移，要求滿足與傳統(tǒng)TDM和ATM基站的互通和交換。 QUICCEngine可支持多達(dá)256條信道，提供IP傳統(tǒng)鏈路，維持與現(xiàn)有系統(tǒng)軟件的兼容性。在此遷移過(guò)程中，它可以大幅降低設(shè)備成本。