嵌入式網(wǎng)絡視頻服務器的設計

3.1.1 電源
電源作為一個系統(tǒng)的能量提供者，在整個系統(tǒng)設計中成為必不可少且至關(guān)重要的一個環(huán)節(jié)。MPC860T的工作電壓為3.3V，需提供一個3.3V/1A的直流穩(wěn)壓電源給CPU及外圍電路。采用外接電源適配器完成AC 220V到DC 5V的轉(zhuǎn)換，DC 5V到 DC 3.3V的轉(zhuǎn)換由高度集成的TI電源模塊TPS75233來完成。
3.1.2 時鐘電路
MPC860時鐘系統(tǒng)為所有片上或片外設備提供不同的時鐘。MPC86OT一共有兩個參考時鐘源，一個是其工作頻率的晶振，連接EXTCLK腳，一個是32KHz的晶體，連接EXTAL和XTAL腳。設計中，兩個外部時鐘源都用到了。EXTCLK外接一個5MHz的晶體振蕩器作為SPLL的參考時鐘源，在EXTAL和XTAL之間接一個32.768KHz的晶體作為實時時鐘的參考時鐘源。系統(tǒng)啟動初始化完成進入穩(wěn)定的工作狀態(tài)時，通過配置PLPRCR使得倍頻因子MF＝10，即MPC860T的正常工作頻率是50MHz。
3.1.3 復位模塊
MPC860T包括上電復位、外部硬復位、內(nèi)部硬復位、JTAG 復位、外部軟復位和內(nèi)部軟復位。復位電路采用MAX811T來實現(xiàn)。上電和人工按鍵均可產(chǎn)生復位信號，其中/RESET端口接MPC860T的/PORESET，由/RESET產(chǎn)生復位信號復位處理器。由SN74LVTH125芯片組成的電路提供/HRESET和/SRESET復位功能。手動按下按鍵連接芯片/OE控制三態(tài)門的輸出使能時，低電平輸出到/HRESET或/SRESET，MPC860T響應復位動作。正常狀態(tài)下，輸出呈現(xiàn)高阻狀態(tài)。硬件復位字電路使用一片SN74LVC16244A來實現(xiàn)。
3.1.4 存儲系統(tǒng)設計
MPC860T的存儲控制器最多可以控制8個存儲體或外圍設備，支持GPCM (general purpose chip select machine)和UPM(User programmable machines)兩種方式，可提供與SRAM，EPROM，F(xiàn)LASH，DRAM，SDRAM等設備的無縫連接。GPCM提供與EPROM，SRAM，F(xiàn)LASH以及其他的外設的無縫連接，UPM則常常用于SDRAM以及猝發(fā)式SRAM的控制與連接。Flash存儲器是一種電可擦除、可重寫的存儲設備。Bootrom Flash采用512Kbyte的SST39VF040。Bootrom主要作用是引導及初始化CPU，以及引導單板程序。BSP（Board Support Package）就是燒寫在Bootrom里的。MPC860T復位之后自動使/CS0有效，故Bootrom的片選信號為/CS0。程序Flash主要是存放網(wǎng)絡協(xié)議、應用程序、配置監(jiān)控程序。采用4Mbyte的程序Flash，片選信號為/CS1。
考慮存儲容量、功耗等因素，數(shù)據(jù)存儲器多選高速動態(tài)隨機存儲器SDRAM。Micron公司生產(chǎn)的MT48LC4M16A2作為SDRAM芯片，組織形式為1M X 4 bank X 16位，總?cè)萘繛?4Mbit，采用3.3V供電，支持的最高頻率為133MHz。由于其數(shù)據(jù)總線為16位，因此系統(tǒng)選用兩片并聯(lián)構(gòu)成32位。SDRAM與MPC860T的連接框圖如圖4所示。

圖4 SDRAM與MPC860T的連接框圖
SDRAM的CLK信號由MPC860T的輸出時鐘CLKOUT驅(qū)動，/WE、/RAS和/CAS信號分別由UPMA的GPLA1～GPLA3產(chǎn)生。SDRAM的A10引腳要復用于SDRAM的刷新控制，因而必須與GPLAO相連（由于不方便連線圖中未畫出），因為MPC860T的GPLAO可以通過編程實現(xiàn)控制信號與地址信號的復用。MT48LC4M16A2內(nèi)部有12條行地址和8條列地址，行地址為高位地址，列地址為低位地址，而外部僅有12條地址信號A0～A11。這就需要對UPM對地址進行復用。MPC860T支持內(nèi)部地址復用，可以通過UPM的RAM字中的AMX位進行配置，同時將OR寄存器中的SAM位同時進行配置。相關(guān)寄存器配置為：BR2＝Ox0000081，說明：32位寬，無奇偶校驗，無寫保護，選擇UPMA，基地址00000000；OR2＝OxFF000A00，說明：16Mbyte容量，地址復用。
3.2 網(wǎng)絡接口
經(jīng)壓縮的視頻流由MPC860T封裝成IP包后，通過網(wǎng)絡接口送入Internet。采用MPC860T的FEC（Fast Ethernet Controller）加上物理層芯片以及脈沖變壓器構(gòu)造一個10/100M以太網(wǎng)接口，由此實現(xiàn)上述功能。FEC提供一個標準的MII接口，MPC860T主要完成MII接口層以上的功能，而MII以下的物理層主要通過專用的物理層芯片實現(xiàn)[2][6]。