鉴赏一款IXP42X主板MC42x系列嵌入式主板--4CPU处理器的主板
概述
IXP4xx系列处理器中整合有2-3个NPE（网络处理器引擎，Network Processor Engines），它是硬件级的多线程协处理器，可以帮助XScale Core分担高负载的运算，比如MII(MAC)、CRC checking/generation、AAL 2、AES、DES、SHA-1和MD5等运算。每个NPE的主频为133MHz，都配置了专用的指令缓存和数据缓存。
IXP42X
系列微处理器中，IXP425
、IXP423
比较接近，都整合了1
个XScale
核心、3
个NPE
（网络处理器引擎），可以称为4CPU
。 IXP422
、IXP421
和IXP420
则整合了1
个XScale
核心、2
个NPE
，可以称之为3CPU
。
三思MC42x
是独立研发的基于Intel IXP425
处理器的主板，包括1
个PCI
接口，2
个由IXP425
内NPE
控制的MII
接口，1
个扩展的Ethernet 10/100Base-T
接口。整机设计还提供完善的二级防雷措施。CPU
可以选用IXP420
，IXP421
，IXP422
和IXP425
作为主处理芯片，最高主频达533MHz
，可以外挂256M
内存，32M Flash
，是目前业界公认的最强劲的SME
（Small/Medium Enterprise
）网络设备处理芯片之一。MC42X
可以广泛应用于企业服务器、中小企业互联网接入路由器、VPN
路由器、高端防火墙、工业控制等网络设备中，作为核心的路由/
交换/
网络过滤功能处理板。
集成的硬件结构降低了费用，
灵活的软件结构为缩短Time-To-Market
的周期
各种降低开发难度的工具 支持wind river VxWorks
和Linux
，
可扩展的Inel IXP42x
网络处理芯片
CPE: Customer Premise Equipment
NPE
的功能： IP Header Inspection and Modification, Packet filtering, Packet error check, checksum computation and flag insertion and removal.
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三思MC42X性能指标
主CPU
：IXP420/421/422/425
处理器
主频：266MHz~533MHz
指令执行速率：1MIPS/MHz
（如IXP425
为533MIPS @533MHz
）；
总线：32
位
网口：3
个10/100Base-T
接口，RJ-45
串口：1
个串口，D9-M
。板上还有一个3
线高速串口。
实时时钟：断电后时钟仍然保持运转；
看门狗：主CPU
内置看门狗电路，可以打开和关闭，周期最长可到32
秒；
工作温度：0
°C~50
°C
存储温度：-10
°C~60
°C
湿度：0~90%
，无凝结
电压输入：9~36V DC
功耗：< 5W
Bootloader
： Redboot 1.92
操作系统：Linux 2.4
Intel IXP42x处理器特征
基于Intel XScale
架构的高性能处理器；
7
级流水线RISC
技术；
Intel StrongArm Version 5TE
兼容；
Intel
媒体处理技术，乘法加速协处理器；
3
个网络处理器（NPE
）分担主处理器负担；
32
位PCI 2.2
接口，可选择时钟，PCI
总线仲裁，2
个DMA
通道，支持264Mbps
峰值传送；
2
个MII/RMII
接口；
1
个8
位33MHz UTOPIA-2
接口；
1
个USB 1.1 Device
控制器；
2
个高速6
线高速串口，最高可以支持到8.192MHz
，可以E1/T1
帧连接，8
个HDLC
通道；
32
位SDRAM
控制器，133M
主频，支持从8MB
到256MB
容量；
DES
、DES 3
、AES 128bit/256bit
加密；
扩展总线（Expansion Interface
），支持Intel/Motorola
处理器；
HPI
总线，支持Texas Instrument
处理器；
高速UART
串口，支持高达921kbps
，支持CTS/RTS MODEM
信号线；
Console UART
串口；
16
个GPIO
接口；
4
个内部时钟；
492pin PBGA
封装。
三思MC42X可以定制扩展的接口：
PCI
接口。支持33M/66M
总线时钟。可以通过PCI
接口外接标准PCI
卡，也可以通过PCI
总线连接IEEE802.11
无线通讯控制芯片，制作无线通讯路由器；
以太网接口。IXP42x CPU
内置2
个MII
网络接口，此外，支持利用PCI
总线可以再扩展出4
个具有独立MAC
地址的网口。如果需要更多的网口，可以通过交换机芯片继续扩展；
T1/E1
接口；
Expansion Interface
和HPI
接口，可以外接DSP
处理器；
数字输入/
输出接口，报警输入接口，IO
控制输出接口；
USB Device
接口；
UTOPIA-2
接口，直接挂接ADSL
；
RS232/422
串口；
JTAG
接口；
SDRAM
，最大可扩展到256M
字节；
Flash
，最大可扩展到16M
字节。
网络处理引擎（NPE）
NPE
是高性能的硬件多流水线处理器，用于分担主处理器上比较耗时的任务，如MII
，CRC
校验和计算，AAL 2
，DES
，SHA-1
和MD-5
。所有NPE
的指令存储在本地，使用专用的指令和数据总线。
NPE
能够支持下列附件的处理任务：
为ATM
（UTOPIA
）2
接口准备的通用测试和操作接口；
两个高速串行接口（HSS
）；
两个MII/RMII
接口。
NPE
也与一些协处理器连接，完成对一个处理器来说比较困难的任务，包括：
CRC
校验和产生；
DES/3DES/AES
SHA-1
；
MD5
；
HDLC
位填充/
去填充。
内部总线
IXP42x
内部总线结构允许并行处理。总线被分为三个主要的部分：North AHB
（先进的高性能总线，Advanced High-performance Bus
），South AHB
，APB
（先进的附属总线，Advanced Peripheral Bus
）。
North AHB
North AHB
是一个能被WAN/
语音NPE
或者两个以太网NPE
控制的，133MHz
，32
位的总线。North AHB
的终点可能是SDRAM
，或者AHB/AHB
桥，它们允许NPE
访问附属电路和South AHB
上的目标。
South AHB
South AHB
是一个能够被Intel XScale
核，PCI
控制器，以及AHB/AHB
桥所控制的133MHz
，32
位总线。South AHB
总线的目标可以是SDRAM
，PCI
控制器，expansion
总线，或者APB/AHB
桥。
APB总线
APB
总线是一个只能被AHB/APB
桥控制的，66MHz
，32
位总线。APB
的目标是：
高速UART
接口；
调试UART
接口；
USB v1.1
接口；
所有的NPE
；
内部总线表现监督单元（IBPMU
）；
中断控制器；
GPIO
；
时钟。
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