基于IDT82P的E1接口設計與實現(xiàn)

摘要： 設計并實現(xiàn)了一種基于IDT82P的高性能、通用E1接口。實驗結果表明其E1指標(誤碼、抖動等)達到理想效果。

關鍵詞： IDT82P；業(yè)務模塊；PSTN；E1；抖動

引言

在TDM over IP 和V5 VoIP Gateway等PSTN(公共交換電話網(wǎng))應用中都涉及E1的選型及其接口的設計,IDT82P芯片的軟件可編程性能較好,模擬接口較穩(wěn)定，內(nèi)部可提供多種時鐘跟蹤模式。同時芯片內(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Bus控制對E1模塊進行配置以及實現(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。線路側支持多種編碼, AMI/B8ZS(T1/J1)AMI/HDB3(E1)，接收側靈敏度高，可達-36dB@772Hz和-43dB@1024Hz 。線路側支持多種幀格式(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)側可由線路側經(jīng)幀處理單獨一路送出去,也可4路合成一路送出去。另外在系統(tǒng)側,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)務接口、MPI接口、時鐘接口和調(diào)試接口(圖1)。

圖1   IDT82P2288功能

業(yè)務接口分為系統(tǒng)側和線路側。線路側為模擬側，和E1線路方向的信號對接；系統(tǒng)側為數(shù)字側，和TSI芯片的HW對接。從PSTN送來的E1/T1模擬信號進入芯片，經(jīng)過增益調(diào)整后，由數(shù)據(jù)時鐘恢復單元恢復出數(shù)據(jù)，并提取出來線路上的時鐘信息后，解碼送入成幀器中成幀。如果設置了接收彈存，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行設置，最大容量為2幀，也可以將其關閉。在這一過程中，抖動衰減模塊消除了模擬線上的部分抖動。同時性能管理模塊也會將產(chǎn)生的告警和其他統(tǒng)計信息上報到管理模塊中的相應寄存器中。系統(tǒng)側根據(jù)接收側的幀同步信號以及相應寄存器所設置的TS0偏移位置，從彈存中取出數(shù)據(jù)，送到接收HW上。發(fā)送方向處理過程和接收過程類似。在長線模式下，線路側接收靈敏度E1/T1模式分別可達-43dB/-36dB；短線模式下可提供-10dB的靈敏度。線路側可支持三種電平接口，通過軟件編程設定。

IDT82P系統(tǒng)側HW可以支持復用和非復用兩種模式。復用模式將4條HW通過字節(jié)交錯方式，合并到1條8.192MHW總線上。使用復用模式有利于減少板間連線。TS0的位置由系統(tǒng)側幀同步信號以及接收發(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)控信號丟失、幀失步、AIS等多種告警。各種告警門限可以通過軟件設定。

IDT82P芯片的抖動特性可以滿足ITU、ETSI等組織相關標準對相應參數(shù)的要求。

每個E1通道配備3個HDLC控制器，可提供標準的HDLC成幀，也可提供SS7這類非標準信令的成幀。提取出來的信令內(nèi)容放置在芯片內(nèi)部的FIFO中，由CPU定時取出。

MPI接口是主控制器對IDT82P進行配置、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、通用CPU對接。支持SPI和Intel或Motorala兩種CPU類型，數(shù)據(jù)寬度可設為8位[2]。

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

IDT82P提供標準的JTAG口作為調(diào)試使用。提供本地環(huán)回、遠端環(huán)回以及凈荷環(huán)回三種環(huán)回模式。可提供任意時隙的PRBS測試碼流插入。調(diào)試手段豐富。

基于IDT82P E1 接口設計

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的類型轉換可以只通過軟件完成設定。E1接口模塊使用2片IDT82P，實現(xiàn)16路E1的接入。設計電路如圖2所示。

圖2  E1接口模塊

IDT82P線路側和外部E1線纜通過專用變壓器進行隔離。在變壓器靠近線纜側放置高壓防雷保護管，作為一級防護；變壓器靠近芯片端放置低壓TVS管，作為二級防護。線路側使用三進制編碼，默認碼型為HDB3，也可以通過軟件設定為AMI碼。

系統(tǒng)側使用復用模式，不同E/T1通道的時隙通過字節(jié)交錯的方式，復用成8.192Mbit/s HW。系統(tǒng)側時鐘和幀同步信號由FPGA根據(jù)系統(tǒng)時鐘提供。

信令的HDLC成幀不使用IDT82P內(nèi)部的HDLC控制器。信令的HDLC成幀以及進一步處理均由CPU完成。
IDT82P的MPI口通過相應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MPI接口，CPU可以對E1模塊進行配置，以及各種告警的監(jiān)控和管理。

2片IDT82P共恢復出來的16路線路接收時鐘送到FPGA中，在FPGA中作進一步處理。
本模塊采用單電源3.3V和1.8V供電。
JTAG口引到2