嵌入式設計及通信設備開發(fā)詳解

前言

　　通信設備開發(fā)是嵌入式開發(fā)的高端領域。如今，有越來越多的程序員投入到通信設備的開發(fā)領域中。但由于技術壁壘，普通的程序員不能一下子就深入其中，甚至有的始終徘徊在低水平。就拿本書的七號信令測試儀來講，程序員不光要掌握所使用的芯片的特性，更要對七號信令做到透徹理解，而讀七號信令某層協(xié)議的實現(xiàn)文檔就需要一兩個月時間，協(xié)議讀懂之后還要和硬件結合起來，編寫代碼實現(xiàn)目標系統(tǒng)；而且網上沒有現(xiàn)成的資料（也不可能有詳細的資料，讀者可以想象，動輒幾十萬的設備，可以參考的源碼和文檔自然是不會有的，有的也只可能是應用性質的資料），并經常是德語資料，加大了學習與應用的困難。還有普通的學生常?？嘤跓o法接觸到實際的開發(fā)，而無所適從。　　本書的兩大特點是：　　1）突破通信設備開發(fā)的技術壁壘，讓普通程序員看到通信設備的開發(fā)過程?！　?）以4大實際產品為原型，讓程序員和愛好者看到真正的產品開發(fā)過程?！　∥覀兊哪繕耸峭瓿杀緯?章的二層交換機、第8章的七號信令測試儀、第9章的ATM信元收發(fā)卡和第10章的GSM信令測試儀的開發(fā)。這些通信設備的實現(xiàn)完全依賴于MPC82XX系列處理器。雖然基于MPC82XX系列處理器相對于一般的ARM的開發(fā)過程，表面上顯得很復雜，但是開發(fā)同一個通信產品，MPC82XX系列處理器憑借其架構特性和片上豐富的資源，絕對使開發(fā)過程容易許多?！　”緯慕Y構：　　第1章開始就提出目的是開發(fā)4個目標產品，并說明每個產品的特點和開發(fā)過程的概述?！　〉?章介紹了PowerPC處理器核，使讀者有個大致的了解?！　〉?章深入介紹了PowerPC架構實現(xiàn)及寄存器概述?！　〉?章、第5章分別介紹了ppc指令集，相關關鍵指令的解釋，及完整的例子。因此這兩章可以看作是指令集的使用指南。　　第6章舉了一個實際驅動的例子，首先讓讀者看看ppc輕量級的程序，讀者應該很容易看懂?！　〉?章～第10章是本書的核心內容——四大目標產品實現(xiàn)。只有對協(xié)議有了完完全全的理解和記憶之后，才能對這四個章節(jié)的內容有所認識。這四章的學習曲線可能比較陡，需要讀者細心地讀?！　”緯乃拇螽a品所需的開發(fā)板已經完成，即七號信令開發(fā)板和二層交換機開發(fā)板，有需要的讀者可以聯(lián)系筆者?！　”緯某霭嬉兄x我的父母，沒有他們的支持我無法完成本書的寫作；還有我的妻子，沒有她的鼓勵和照顧，本書不可能如此快地完稿。

內容概要

本書針對通信處理器MPC82XX系列，共分為10章：前6章講述了MPC82XX開發(fā)的基本知識、常用功能模塊以及基礎的PPC匯編；第7章到第10章，重點介紹了4個實際的應用案例，內容涉及二層交換機開發(fā)、七號信令測試儀開發(fā)、ATM信元收發(fā)卡開發(fā)、GSM信令測試儀開發(fā)等。　　本書適合從事通信設備開發(fā)的程序員及相關專業(yè)的師生。

書籍目錄

前言第1章  目標產品和開發(fā)簡介第2章　PowerPC 32位處理器概述第3章  PowerPC架構實現(xiàn)及寄存器概述  3.1  處理器概要  3.2  指令字段的合法組合  3.3　指令的分類  3.4  已定義類指令的形式  3.5  異常  3.6　存儲單元的尋址    3.6.1  存儲單元的操作數(shù)    3.6.2　有效地址的計算  3.7  寄存器集    3.7.1　USIA寄存器    3.7.2  虛擬環(huán)境架構寄存器集——時基    3.7.3  操作環(huán)境的架構寄存器集第4章  常用指令概述第5章  學習PowerPC匯編  5.1  學習PowerPC匯編語言基礎  5.2  PowerPC匯編深入學習——數(shù)據(jù)訪問方法和與位置無關的代碼    5.2.1  尋址模式    5.2.2  指令格式    5.2.3  編寫與位置無關的代碼  5.3  使用PowerPC分支寄存器進行編程    5.3.1  分支寄存器    5.3.2  無條件分支    5.3.3  條件分支    5.3.4  其他條件寄存器特性    5.3.5  使用計數(shù)寄存器  5.4  開發(fā)PowerPC嵌入式程序    5.4.1  文件格式    5.4.2  數(shù)據(jù)類型和對齊方式    5.4.3  寄存器調用約定    5.4.4　棧幀約定    5.4.5  參數(shù)傳遞    5.4.6　小數(shù)據(jù)區(qū)第6章  MPC8260進行通信設備開發(fā)初步——基本驅動編寫實例  6.1  上電初始化過程    6.1.1  定義程序入口點    6.1.2　初始化棧    6.1.3  設置異常向量  6.2  MPC8260 SCC的工作原理與編程示例    6.2.1  簡介    6.2.2　驅動程序概述    6.2.3　驅動程序實現(xiàn)第7章  二層交換機最小系統(tǒng)實現(xiàn)  7.1  二層交換機的基本原理簡述  7.2  二層交換機軟硬件系統(tǒng)概述    7.2.1  二層交換機硬件系統(tǒng)結構    7.2.2  系統(tǒng)模塊圖    7.2.3  MPC8260與ZL50408的連接方式    7.2.4 ZL50408與DP83843的連接方式    7.2.5  二層交換機軟件系統(tǒng)結構  7.3  驅動程序的設計和實現(xiàn)    7.3.1  DMA模式概述    7.3.2　ZL50408二層交換芯片概述    7.3.3  收發(fā)包的過程    7.4  二層交換機代碼結構  7.5  二層交換機代碼實現(xiàn)    7.5.1  基本數(shù)據(jù)結構和功能函數(shù)實現(xiàn)    7.5.2  總體初始化流程    7.5.3  鏈路失效轉移配置    7.5.4　板卡啟動初始化    7.5.5  收發(fā)包驅動函數(shù)    7.5.6  端口控制的實現(xiàn)    7.5.7　VLAN模塊的實現(xiàn)    7.5.8　MAC模塊的實現(xiàn)第8章  七號信令測試儀最小系統(tǒng)實現(xiàn)  8.1  七號信令測試儀下位機實現(xiàn)概述    8.1.1  DS21354功能描述    8.1.2  DS21354引腳控制    8.1.3  DS21354寄存器概述    8.1.4  上電過程及相關寄存器　　……第9章　ATM信元收發(fā)卡最小系統(tǒng)實現(xiàn)第10章　GSM信令測試儀最小系統(tǒng)實現(xiàn)

章節(jié)摘錄

　　第1章　目標產品禾和開發(fā)簡介　　我們的目標是掌握本書第7章的二層交換機、第8章的七號信令測試儀、第9章的ATM信元收發(fā)卡和第10章的GSM信令測試儀開發(fā)。這些通信設備的開發(fā)完全依賴于MPC8260處理器。在通信設備領域，F(xiàn)reescale的實力非常強大。由于MPC82XX處理器實現(xiàn)操作復雜，使有的開發(fā)者望而卻步。但是MPC82XX提供了豐富的片上資源，使我們的開發(fā)過程恰恰能變得簡單許多。本書的核心章節(jié)所列舉的產品程序，都是經過筆者精心調試，在目標板“跑”過的程序，經過了必要的裁剪，基本都是可拿來直接用的．我個人認為學習嵌入式開發(fā)分為以下幾個階段。　　階段1：“跑流水燈”。學習之初的重中之重是閱讀代碼，因為剛開始學，畢竟什么都不懂，先看看別人的程序總是有益的。然后自己再調試程序，使程序在硬件上“跑”起來（剛開始在沒有開發(fā)板的情況下，可以試著自己進行軟件仿真），有了感性認識后，一切都好辦了。如果一味地看書只能是越來越困惑，看著后邊的忘了前邊的，到最后失去興趣。另外，不要小瞧流水燈這個小小的程序。使其輕松地“跑”起來，也不是輕而易舉的，你的各個功能模塊都必須調試正確。筆者初學嵌入式時，在MPC8250ADS開發(fā)板上把流水燈點起來，也是著實高興了一陣。這說明內存映射、程序載入的地址、I/O口配置、中斷如果用到了）、bootloader、BDM調試過程、自己編的程序全部都正確。對于初學者來說，這也是不小的成就了?！　‰A段2：“看著datasheet，拿著模板改程序”。等有了一定的基礎后就會發(fā)現(xiàn)，我們必然要學習某種具體的芯片（讀者不可能永遠停留在“跑跑”流水燈的水平），這時就要翻閱大量的原廠手冊（有的還可能需要簽NDA），這說明讀者的水平已經達到了新的層次。當然此時還必須輔以原廠例程模板，才能繼續(xù)開發(fā)。畢竟只有少數(shù)人，才能進行創(chuàng)造性的開發(fā)。沒有一個程序，每行代碼都需要自己來完成。當產品實現(xiàn)類似時，就需要尋找合適的解決方案了。　　階段3：“看著datasheet，寫程序”。現(xiàn)在真正的開發(fā)就要開始，讀者到這個階段后已經可以根據(jù)不同的平臺（如MPC8260與$3C4510b）編寫與其硬件對應的匯編初始化程序（堆棧設置、中斷handler、復位等）以及程序的主框架等。這就要求讀者對芯片非常熟悉（精確到內存級）。

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