摘要： 設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了一種基于IDT82P的高性能、通用E1接口。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明其E1指標(biāo)(誤碼、抖動(dòng)等)達(dá)到理想效果。
關(guān)鍵詞： IDT82P；業(yè)務(wù)模塊；PSTN；E1；抖動(dòng)

引言

    在TDM over IP 和V5 VoIP Gateway等PSTN(公共交換電話網(wǎng))應(yīng)用中都涉及E1的選型及其接口的設(shè)計(jì),IDT82P芯片的軟件可編程性能較好,模擬接口較穩(wěn)定，內(nèi)部可提供多種時(shí)鐘跟蹤模式。同時(shí)芯片內(nèi)部提供豐富信令功能，可提供CAS信令的提取,提取內(nèi)容輸出方式靈活。CPU通過(guò)Bus控制對(duì)E1模塊進(jìn)行配置以及實(shí)現(xiàn)各種告警的監(jiān)控和管理。

IDT82P

    IDT82P是IDT公司提供的一款8路E1/T1/J1接入,比原來(lái)的4路可直接節(jié)約1片,從成本和空間上的節(jié)約都做到了,此芯片采用雙電源3.3V和1.8V供電，功耗0.8W。另外不同于其他一些E1芯片的是它可用內(nèi)部編程調(diào)節(jié)阻抗，以滿足不同的線路阻抗接入。線路側(cè)支持多種編碼, AMI/B8ZS(T1/J1)AMI/HDB3(E1)，接收側(cè)靈敏度高，可達(dá)-36dB@772Hz和-43dB@1024Hz 。線路側(cè)支持多種幀格式(Super Frame, Extended Super Frame)。信令支持格式HDLC和SS7。豐富的告警和性能處理。系統(tǒng)側(cè)可由線路側(cè)經(jīng)幀處理單獨(dú)一路送出去,也可4路合成一路送出去。另外在系統(tǒng)側(cè),可專門提供信令通道?？刂平涌诳芍С諷PI和Intel/Motorola 多種管理接口。

    IDT82P主要接口分為四類:業(yè)務(wù)接口、MPI接口、時(shí)鐘接口和調(diào)試接口(圖1)。

圖1   IDT82P2288功能

    業(yè)務(wù)接口分為系統(tǒng)側(cè)和線路側(cè)。線路側(cè)為模擬側(cè)，和E1線路方向的信號(hào)對(duì)接；系統(tǒng)側(cè)為數(shù)字側(cè)，和TSI芯片的HW對(duì)接。從PSTN送來(lái)的E1/T1模擬信號(hào)進(jìn)入芯片，經(jīng)過(guò)增益調(diào)整后，由數(shù)據(jù)時(shí)鐘恢復(fù)單元恢復(fù)出數(shù)據(jù)，并提取出來(lái)線路上的時(shí)鐘信息后，解碼送入成幀器中成幀。如果設(shè)置了接收彈存，則成幀后的數(shù)據(jù)被放入彈存中。接收彈存的大小可以由軟件進(jìn)行設(shè)置，最大容量為2幀，也可以將其關(guān)閉。在這一過(guò)程中，抖動(dòng)衰減模塊消除了模擬線上的部分抖動(dòng)。同時(shí)性能管理模塊也會(huì)將產(chǎn)生的告警和其他統(tǒng)計(jì)信息上報(bào)到管理模塊中的相應(yīng)寄存器中。系統(tǒng)側(cè)根據(jù)接收側(cè)的幀同步信號(hào)以及相應(yīng)寄存器所設(shè)置的TS0偏移位置，從彈存中取出數(shù)據(jù)，送到接收HW上。發(fā)送方向處理過(guò)程和接收過(guò)程類似。在長(zhǎng)線模式下，線路側(cè)接收靈敏度E1/T1模式分別可達(dá)-43dB/-36dB；短線模式下可提供-10dB的靈敏度。線路側(cè)可支持三種電平接口，通過(guò)軟件編程設(shè)定。

    IDT82P系統(tǒng)側(cè)HW可以支持復(fù)用和非復(fù)用兩種模式。復(fù)用模式將4條HW通過(guò)字節(jié)交錯(cuò)方式，合并到1條8.192MHW總線上。使用復(fù)用模式有利于減少板間連線。TS0的位置由系統(tǒng)側(cè)幀同步信號(hào)以及接收發(fā)送TS0偏移寄存器共同確定。

    芯片內(nèi)部有性能管理模塊，可監(jiān)控信號(hào)丟失、幀失步、AIS等多種告警。各種告警門限可以通過(guò)軟件設(shè)定。

    IDT82P芯片的抖動(dòng)特性可以滿足ITU、ETSI等組織相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)相應(yīng)參數(shù)的要求。

    每個(gè)E1通道配備3個(gè)HDLC控制器，可提供標(biāo)準(zhǔn)的HDLC成幀，也可提供SS7這類非標(biāo)準(zhǔn)信令的成幀。提取出來(lái)的信令內(nèi)容放置在芯片內(nèi)部的FIFO中，由CPU定時(shí)取出。

    MPI接口是主控制器對(duì)IDT82P進(jìn)行配置、管理、監(jiān)控的通道，是一異步、慢速的總線。支持地址鎖存以及非鎖存兩種尋址模式?？煞奖愕暮蛦纹瑱C(jī)、通用CPU對(duì)接。支持SPI和Intel或Motorala兩種CPU類型，數(shù)據(jù)寬度可設(shè)為8位[2]。

    時(shí)鐘接口包括線路時(shí)鐘和本地時(shí)鐘信號(hào)。IDT82P需要外部提供一個(gè)2.048M，32ppm以內(nèi)的時(shí)鐘，普通晶振即可滿足要求。IDT82P可提供豐富的時(shí)鐘應(yīng)用模式，作為應(yīng)用于接入網(wǎng)位置的模塊，其線路側(cè)發(fā)送端使用系統(tǒng)側(cè)時(shí)鐘，接收端使用線路恢復(fù)時(shí)鐘。

    IDT82P提供標(biāo)準(zhǔn)的JTAG口作為調(diào)試使用。提供本地環(huán)回、遠(yuǎn)端環(huán)回以及凈荷環(huán)回三種環(huán)回模式?？商峁┤我鈺r(shí)隙的PRBS測(cè)試碼流插入。調(diào)試手段豐富。

基于IDT82P E1 接口設(shè)計(jì)

    本模塊選用TDI公司的IDT82P，該芯片每片支持8路E1/T1/J1接口。軟件可編程性能較好，其他E1/T1/J1的類型轉(zhuǎn)換可以只通過(guò)軟件完成設(shè)定。E1接口模塊使用2片IDT82P，實(shí)現(xiàn)16路E1的接入。設(shè)計(jì)電路如圖2所示。

圖2  E1接口模塊

    IDT82P線路側(cè)和外部E1線纜通過(guò)專用變壓器進(jìn)行隔離。在變壓器靠近線纜側(cè)放置高壓防雷保護(hù)管，作為一級(jí)防護(hù)；變壓器靠近芯片端放置低壓TVS管，作為二級(jí)防護(hù)。線路側(cè)使用三進(jìn)制編碼，默認(rèn)碼型為HDB3，也可以通過(guò)軟件設(shè)定為AMI碼。

    系統(tǒng)側(cè)使用復(fù)用模式，不同E/T1通道的時(shí)隙通過(guò)字節(jié)交錯(cuò)的方式，復(fù)用成8.192Mbit/s HW。系統(tǒng)側(cè)時(shí)鐘和幀同步信號(hào)由FPGA根據(jù)系統(tǒng)時(shí)鐘提供。

    信令的HDLC成幀不使用IDT82P內(nèi)部的HDLC控制器。信令的HDLC成幀以及進(jìn)一步處理均由CPU完成。

    IDT82P的MPI口通過(guò)相應(yīng)配置引腳的上下拉電阻，配置成Motorola 模式，數(shù)據(jù)寬度為8位，地址線10根。 通過(guò)MPI接口，CPU可以對(duì)E1模塊進(jìn)行配置，以及各種告警的監(jiān)控和管理。

    2片IDT82P共恢復(fù)出來(lái)的16路線路接收時(shí)鐘送到FPGA中，在FPGA中作進(jìn)一步處理。

    本模塊采用單電源3.3V和1.8V供電。

    JTAG口引到2×5的插座上，可供需要時(shí)使用。

測(cè)試結(jié)果

     表1是我們?cè)趯?shí)際工程應(yīng)用中所測(cè)得的E1傳輸抖動(dòng)值。

     經(jīng)過(guò)高低溫測(cè)試其抖動(dòng)均滿足G.823抖動(dòng)要求，加之其高低溫下24小時(shí)誤碼為0,其它指標(biāo)也很好，實(shí)踐證明它具有較好的性能和穩(wěn)定性。

結(jié)語(yǔ)

    本文主要分析了IDT82P的工作原理和其在VoIP中E1接口的應(yīng)用實(shí)例，并且得出了相當(dāng)理想的抖動(dòng)測(cè)量值，且設(shè)計(jì)較易,成本不高。充分顯示其實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。但是它也有不足之處,就是在進(jìn)行T1模式設(shè)計(jì)時(shí),需外加PLL電路,加之隨著業(yè)務(wù)量的增加,對(duì)芯片通道數(shù)的要求也不斷提高。
 
參考文獻(xiàn)：
1、 Integrated Device Technology Inc. Octal T1/E1/J1 Long Haul/Short Haul Transceiver,March 22,2004
2、 張寧/趙澤良, MC68332單片機(jī)結(jié)構(gòu)與應(yīng)用，北京航空航天大學(xué)出版社, 1996年4月