基于MPC8347处理器的路由器主板的设计及实现.pdfVIP

基于MPC8347 路由器主板设计与实现 林艳，马跃 北京邮电大学计算机科学与技术学院，北京（100876 ） E-mail ：8lam1963@163.com 摘 要：本课题提供了一种路由器主板的设计方案。该方案采用 Freescale 厂商出品的 MPC8347 芯片作为CPU ，通过方案制定，芯片选型，原理图设计，PCB 设计等环节，设计 并实现MPC8347 路由器主板的基本功能，此主板是一款包括双以太网口双控制台口的路由 器主板，并针对路由器主板的硬件设计、软件架构和交换流程等进行介绍和讨论，实现完整 的硬件设计。研发意义在于在北京万林克通信有限公司现有路由器主板的基础上，对内存部 分，千兆以太网口，控制台口，电源部分等模块的进一步研发和完善，以及PCI 总下热插拔 原理的首次提出，实现设计和研发，为路由器主板的功能升级扩充奠定了基础。本文完成了 以飞思卡尔半导体出品的MPC8347 作为核心芯片的路由器主板设计方案，包括完整的硬件 系统设计。 关键词：MPC8347；路由器主板；PCB 1．引言 MPC8347 是Freescale 推出的superscalar 的32 位高性能处理器。PowerQUICC™ II Pro 是Freescale 必威体育精装版推出的低cost、多功能、单芯片解决方案，MPC8347 PowerQUICC II Pro 处理器集成了增强的e300 PowerPC 内核及DDR 内存控制器，支持双10/100/1000 Mbps 以 太网控制器、双 32 位/单64 位PCI 控制器、集成安全引擎、高速USB 2.0 主机和设备控制 器、4 频道DMA 、DUART 、串行外围设备、通用I/O 和系统定时器等。MPC8347 的高集 成性有助于降低系统成本，提高性能并简化主板设计。 其主要功能包括：增强的嵌入式PowerPC e300 内核，32K I-cache，32K D-cache，最高 频率为667Mhz；32 位local bus，8 个独立片选，总线时钟最大支持133M Hz；64K 内部双 端口RAM ；64 位 DDR1/DDR2 SDRAM 内存控制器，最大支持400M 频率，4 个物理片选， 最大1G 内存范围，ECC 校验；双PCI 接口支持，2 个32 位 33/66 MHz 或1 个64 位33/66MHz， PCI v2.3 标准，支持主从模式；支持2 个USB 高速接口，支持HOST 或DEVICE ；支持2 个TSEC 以太网接口（10/100/1000）；支持4 个外部DMA 控制器；支持2 个I2C 接口；支 持 1 个 DUART 接口；支持 1 个 SPI 接口，支持主从模式；硬件加密引擎，包含 PKEU/DEU/AESU/AFEU/MDEU/RNG 等单元（只有尾缀为E 的才支持）；667Mhz 最大功耗 5W；处理器工艺: 130 nm CMOS；电压: 1.2V 核心电压 3.3V 和 2.5V I/O 电压；672 PBGA 封装，35mm x 35mm, 1mm ball pitch；超强性能：1260 MIPS @ 667 MHz，503 MIPS at 266 MHz ；支持无铅、商用(0° to 70° C)、工业级(-40° to 85° C)等多种芯片版本等。 本文提供了一种 路由器主板的设计方案，可满足企业和个人用户路由器主板的需求，具备 一定的市场竞争力。 2 ．系统介绍 CPU 选择FREESCALE 的MPC8347 ，方案选定后，开始硬件设计的模块化部分，首先 根据产品架构设计，将硬件电路分为如下的六个独立模块，每个模块由单独的PCB 实现。 六个模块分别为： 存储器模块 三速以太网口模块 - 1 -