QUICC Engine技術(shù)推動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)

飛思卡爾的PowerQUICC通信處理器自推出后得到了廣泛的應(yīng)用，過(guò)去11年以來(lái)，通信處理器模塊(CPM)作為基于PowerQUICC架構(gòu)的通信主流應(yīng)用，滿足開(kāi)發(fā)商對(duì)于系統(tǒng)設(shè)計(jì)的協(xié)議處理需求。PowerQUICC架構(gòu)采用一個(gè)PowerPC 核心，主要用于控制平面處理和基于RISC的獨(dú)立CPM，負(fù)責(zé)處理外圍設(shè)備處理任務(wù)和多個(gè)通信協(xié)議(ATM、以太網(wǎng)、HDLC)從而與PowerPC CPU協(xié)調(diào)一致地工作。

隨著通信技術(shù)對(duì)融合性、兼容性和經(jīng)濟(jì)高效的需求日益增長(zhǎng)，降低下一代有線和無(wú)線接入設(shè)備的成本等要求日益明顯。為了順應(yīng)這些需求，飛思卡爾在 CPM技術(shù)的基礎(chǔ)上推出了全新的QUICC Engine技術(shù) 。QUICC Engine技術(shù)是飛思卡爾下一代通信引擎，旨在從控制平面CPU或DSP上減輕帶寬密集的處理任務(wù)。QUICC Engine技術(shù)的首次采用是在MPC8360E PowerQUICC II Pro處理器系列中，目前已用于其他飛思卡爾處理器體系架構(gòu)中。它可以通過(guò)微碼支持多種通信協(xié)議和功能，包括第1層物理接口，第2層終結(jié)、轉(zhuǎn)發(fā)和互通，第3層互通和轉(zhuǎn)發(fā)，第4層身份識(shí)別和轉(zhuǎn)發(fā)，IP/以太網(wǎng)和ATM流量管理以及服務(wù)質(zhì)量。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，軟件設(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。

融合性、兼容性和經(jīng)濟(jì)高效

為了幫助制造商有效利用網(wǎng)絡(luò)與技術(shù)的融合，降低設(shè)備開(kāi)發(fā)成本，高效開(kāi)發(fā)下一代寬帶技術(shù)設(shè)備， QUICC Engine提供以下特性：

高達(dá)1.2Gbps的協(xié)議互通和2Gbps的終結(jié)處理?；ネ梢怨?jié)約協(xié)議編程工作，降低從ATM、TDM和其他協(xié)議向IP網(wǎng)遷移的成本。QUICC Engine可以實(shí)現(xiàn)高帶寬互連，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。

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)(SoC)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。

QUICC Engine技術(shù)應(yīng)用舉例

MPC8360E PowerQUICC II Pro 系列    作為第一款采用QUICC Engine技術(shù)的飛思卡爾通信處理器產(chǎn)品，該系列基于e300 PowerPC 片上系統(tǒng)平臺(tái)，包括MPC8360E和MPC8358E處理器，每款處理器都有QUICC Engine技術(shù)提供支持，具有集成的安全引擎特征。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。

MPC8323E處理器

作為針對(duì)消費(fèi)者和SOHO聯(lián)網(wǎng)設(shè)備市場(chǎng)而設(shè)計(jì)的MPC8323E系列采用了更加有針對(duì)性的QUICC Engine技術(shù)簡(jiǎn)化版本，內(nèi)含一個(gè)專為住宅和SOHO聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用優(yōu)化過(guò)的32位RISC引擎。MPC8323E處理器系列能夠提供卓越的性能和靈活的連接選擇，適用于住宅和SOHO網(wǎng)關(guān)、無(wú)線接入點(diǎn)、虛擬專用網(wǎng)絡(luò)(VPN)、防火墻路由器以及各種IP服務(wù)設(shè)備。通過(guò)片上PCI接口，可以支持打印機(jī)USB 2.0 集線器、網(wǎng)絡(luò)附加存儲(chǔ)和媒體服務(wù)器應(yīng)用，以及采用WLAN和WiMAX技術(shù)的無(wú)線連接。MPC8323E處理器還可用于數(shù)字家庭以外的其它應(yīng)用，如DSLAM線路卡、工業(yè)控制、測(cè)試和測(cè)量設(shè)備。PC8323E的內(nèi)部特性使它非常適合于各種網(wǎng)絡(luò)通信應(yīng)用。

SOHO路由器應(yīng)用

在SOHO路由器應(yīng)用中，MPC8323E提供實(shí)施SOHO路由器所需的全部處理和協(xié)議功能。它采用QUICC Engine TM技術(shù)，通過(guò)局域網(wǎng)和廣域網(wǎng)接口，使用互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議(IP)傳輸語(yǔ)音、數(shù)據(jù)和視頻流量。在局域網(wǎng)端，有一個(gè)UCC用于連接到4端口快速以太網(wǎng)交換機(jī)。一個(gè)以太網(wǎng)接口用于上行鏈路，一個(gè)TDM接口提供租用線路E1/T1連接或ISDN連接。一個(gè)UCC用作ATM接口，支持AAL5單元共享，以提供撥號(hào)ADSL連接。而最后一個(gè)UCC則配置為串行(UART)或以太網(wǎng)(MII)，用于進(jìn)行調(diào)試和監(jiān)控。

圖1 采用MPC8323的SoHo路由器

另外，還可以使用MPC8323E的其他UCC來(lái)支持與低成本DSP的以太網(wǎng)連接，如飛思卡爾MSC711x系列，該系列DSP基于StarCore技術(shù)，支持4到32個(gè)語(yǔ)音端口，既可用于普通電話系統(tǒng)(POT)電話，也可用于結(jié)合使用G.729a/b、G.723.1、G711等高級(jí)語(yǔ)音算法的IP電話。對(duì)于很高密度的語(yǔ)音端口，可以通過(guò)以太網(wǎng)接口使用MSC8122 DSP。

連接到PCI總線的其它接口可能包括1個(gè)4端口通用串行總線(USB)集線器，用于連接多種設(shè)備，如打印機(jī)、復(fù)印機(jī)、掃描儀和系統(tǒng)備份磁盤。此外，無(wú)線局域網(wǎng)接口可以連接到PCI總線，支持辦公室環(huán)境中的IEEE Std.802.11-a/b/g/n連接。最后，安全引擎可以根據(jù)IPSec的需要，為加密、驗(yàn)證、基于標(biāo)準(zhǔn)的穿隧提供加速。圖1說(shuō)明了如何使用MPC8323E實(shí)現(xiàn)典型的小型辦公室/家庭辦公室(SoHo)路由器應(yīng)用。

CodeWarrior QUICC Engine工具

為了幫助開(kāi)發(fā)者完全掌握并利用QUICC Engine技術(shù)，飛思卡爾向客戶提供了免費(fèi)的CodeWarrior QUICC Engine工具。該工具專為加快并簡(jiǎn)化產(chǎn)品創(chuàng)造而設(shè)計(jì)，具有簡(jiǎn)單易用的圖形用戶界面(GUI)，能夠簡(jiǎn)化QUICC Engine技術(shù)所管理的驅(qū)動(dòng)程序和通信協(xié)議的初始化與配置。CodeWarrior工具還具有協(xié)議沖突告警能力(conflict notification)，以及通過(guò)鼠標(biāo)響應(yīng)(mouse-over)功能和下拉菜單實(shí)現(xiàn)對(duì)文檔的快速訪問(wèn)。
 
Open QUICC Engine計(jì)劃

為幫助開(kāi)發(fā)商定制QUICC Engine技術(shù)上運(yùn)行的飛思卡爾微代碼，進(jìn)而支持廣泛的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)通信接口和協(xié)議，飛思卡爾向希望利用QUICC Engine技術(shù)來(lái)優(yōu)化應(yīng)用通信功能的第三方開(kāi)發(fā)商和客戶推出Open QUICC Engine開(kāi)發(fā)計(jì)劃。Open QUICC Engine計(jì)劃將使第三方開(kāi)發(fā)商和客戶可以在微代碼中實(shí)施新的通信處理功能，而不必向應(yīng)用中添加ASIC或FPGA設(shè)備。

作為飛思卡爾PowerQUICC架構(gòu)支持生態(tài)系統(tǒng)的一個(gè)重要組成部分，開(kāi)發(fā)商可以通過(guò)與飛思卡爾簽署許可協(xié)議來(lái)參加Open QUICC Engine計(jì)劃。加入Open QUICC Engine計(jì)劃的開(kāi)發(fā)商將有機(jī)會(huì)接受全面的培訓(xùn)，獲得豐富的技術(shù)資料，并使用CodeWarrior編程工具。Open QUICC Engine工具使軟件工程師可以靈活處理并優(yōu)化QUICC Engine通信接口，向基于PowerQUICC處理器的應(yīng)用中添加新功能。這個(gè)靈活的架構(gòu)使QUICC Engine技術(shù)可用于多種應(yīng)用，如工業(yè)控制、普通個(gè)人用戶/SOHO網(wǎng)絡(luò)、寬帶接入、企業(yè)網(wǎng)絡(luò)、無(wú)線和有線基礎(chǔ)設(shè)備以及VoIP系統(tǒng)。

綜上所述，飛思卡爾的QUICC Engine技術(shù)是一種可擴(kuò)展、可編程的基于RISC的通信協(xié)議加速引擎，主要設(shè)計(jì)用于下一代有線和無(wú)線接入應(yīng)用，為融合分組網(wǎng)絡(luò)開(kāi)發(fā)先進(jìn)而經(jīng)濟(jì)的解決方案。