引言
千兆以太網(wǎng)無源光網(wǎng)絡（EPON）是一種點到多點拓撲結(jié)構(gòu)的光接入網(wǎng)技術(shù)，采用無源光器件連接局端和遠端設備，實現(xiàn)以太網(wǎng)業(yè)務的透明傳輸，并能在同一架構(gòu)中實現(xiàn)語音、視頻等綜合業(yè)務的接入。EPON作為新興接入網(wǎng)技術(shù)的突出優(yōu)勢在于低成本、易維護和擴展性好。EPON系統(tǒng)由OLT與ONU構(gòu)成。
　　
ONU硬件系統(tǒng)設計
系統(tǒng)硬件由嵌入式控制模塊和網(wǎng)絡交換模塊兩部分構(gòu)成。嵌入式控制模塊是ONU的控制和管理核心，它為嵌入式Linux操作系統(tǒng)的運行提供硬件平臺，通過它來實現(xiàn)對網(wǎng)絡交換模塊的控制與配置，實現(xiàn)網(wǎng)絡交換模塊的正常運行。網(wǎng)絡交換模塊提供以太幀的交換與轉(zhuǎn)發(fā)功能，嵌入式控制模塊通過PCI總線與網(wǎng)絡交換模塊進行通信，訪問網(wǎng)絡交換模塊內(nèi)部各芯片的寄存器，對各芯片進行配置并獲取各個芯片的狀態(tài)信息。網(wǎng)絡交換模塊內(nèi)部的交換芯片BCM5615將嵌入式控制模塊對它的訪問，轉(zhuǎn)換為自己對網(wǎng)絡交換模塊內(nèi)部各芯片的訪問，這樣就實現(xiàn)了嵌入式控制模塊對網(wǎng)絡交換模塊內(nèi)部各芯片的管理。

嵌入式控制模塊接口設計
嵌入式處理器MPC8245簡介
MPC8245由一個外設邏輯塊和一個32位超標量體系結(jié)構(gòu)PowerPC處理器內(nèi)核構(gòu)成。在外設邏輯塊中集成了一個PCI橋、DUART、內(nèi)存控制器、DMA控制器、EPIC中斷控制器、一個消息單元和一個I2C控制器。處理器內(nèi)核支持浮點運算和內(nèi)存管理，具有16KB指令高速緩存（cache）,16KB數(shù)據(jù)cache和電源管理特性。MPC8245內(nèi)含一外設邏輯總線，用于連接處理器內(nèi)核和外設邏輯塊。處理器內(nèi)核可在多種不同的頻率下工作。MPC8245既可用作PCIhost，也可用作PCI代理控制器。支持多達2GB的SDRAM；支持1~8組的4MB,16MB,64MB,128MB,或256MB存儲器。

時鐘電路
MPC8245輸入時鐘由33MHz的的晶振通過零延時緩沖器產(chǎn)生四路時鐘信號，一路作為MPC8245的PCI總線時鐘和內(nèi)核的輸入時鐘，系統(tǒng)時鐘信號OSC_IN未用，需要接地。MPC8245的引腳PLL_CFG[0:4]用于配置倍頻因子，經(jīng)過內(nèi)部倍頻器，產(chǎn)生SDRAM時鐘和166MHz的CPU內(nèi)核時鐘。一路作為RTL8139的PCI總線時鐘，一路作為BCM5615的PCI總線時鐘。

PCI總線接口
PCI總線工作在33MHz,設計中要保證PCI時鐘的時鐘相位偏移小于2ns,否則，系統(tǒng)可能無法正常工作。MPC8245作為PCI主處理器，RTL8139和BCM5615的REQ#、GNT#分別連到MPC8245的REQ[0：1]#、GNT[0：：1]#，由MPC8245來實現(xiàn)總線的仲裁。利用地址線AD31,AD30來決定RTL8139、BCM5615的IDSEL,實現(xiàn)PCI總線配置訪問時對RTL8139、BCM5615的片選。這種方法會使AD31,AD30線上增加一個負載，因此將它們的IDSEL通過1K電阻耦合到AD31、AD30上來解決負載加重的問題。PCI總線的控制信號都要求有上拉電阻，保證它們在沒有驅(qū)動設備驅(qū)動總線的情況下仍然具有穩(wěn)定的值，因而FRAME#、TRDY#、IRDY#、DEVSEL#、STOP#、SERR#和PERR#這些信號使用10K電阻上拉。

Flash
在MPC8245中，ROM/Flash被分為2個BANK，BANK0的地址為0xFF800000~0xFFFFFFFF，片選為/RCS0，RCS0接存儲代碼的存儲器片選；BANK1的地址為0xFF000000~0xFF7FFFFF，片選為/RCS1。ROM/Flash/SRAM工作在不同的數(shù)據(jù)寬度（8位，16位，32位，64位）地址總線下，復位時，MPC8245的引腳MDL0、/FOE決定啟動數(shù)據(jù)位寬度；復位后，硬件復位配置字決定數(shù)據(jù)的寬度。

本設計中選擇512KB的Flash作為Bootloader代碼存儲器，系統(tǒng)工作在8位模式,對應的地址為0xFF800000~0xFF87FFFF。選用兩片AM29LV320B分別作為Bootloader/Linux內(nèi)核和文件存儲器，AM29LV320B是32Mb、單3.3V電源供電的閃存，編程和擦寫電壓由內(nèi)部產(chǎn)生，與JEDEC單電源閃存標準兼容；可組成4M×8Bit或2M×16Bit的存儲器�？捎脴藴蔈PROM編程器進行編程；存取時間最短為70ns；獨立的片選(CE#)、寫使能(WE#)和輸出使能(OE#)控制，可減小對總線的壓力。片選RCS1、RCS2分別選擇兩片F(xiàn)lash,RCS1選中的Flash對應的地址為0xFF000000~0xFF3FFFFF，RCS2選中的Flash地址由編程決定。

跳線J1用來將RCS0接到Flash1，RCS1接到Flash0，這樣在Bootloader代碼運行后，將Bootloader代碼、Linux內(nèi)核代碼都燒到Flash1，節(jié)約一片512KB的Flash，同時留下RCS2、RCS3片選信號，留作以后擴展Flash用。

SDRAM
32MB的SDRAM由兩片HY57V283220T組成。MPC8245的SDRAM接口使用一個片選信號CS1，同時作為兩片HY57V283220T的片選，構(gòu)成64位數(shù)據(jù)的SDRAM。HY57V283220T是4Bank×1M×32Bit的CMOSSDRAM，單3.3±0.3V電源供電，所有引腳與LVTTL接口兼容，所有輸入和輸出都以系統(tǒng)時鐘的上升沿為參考。
CONSOLE和EMS接口電路

串行通信通過MAX232芯片實現(xiàn)，工作在3.3V工作電壓，它的體積比較小，工作穩(wěn)定。通過串口可實現(xiàn)對ONU的網(wǎng)絡管理。使用常用的PHY芯片RTL8139擴展一個10Mbps網(wǎng)口，使得在Bootloader代碼引導系統(tǒng)后，通過該網(wǎng)口下載Linux內(nèi)核代碼，系統(tǒng)運行后通過該網(wǎng)口對ONU進行WEB管理。

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