用于SDH交叉連接的芯片

大容量無(wú)阻塞TU干線(xiàn)單元支路交叉連接器設計是實(shí)現SDH(同步數字結構)2.5G光傳輸高端設備的關(guān)鍵技術(shù)之一，也是體現設備性能的一個(gè)重要指標。由于TU支路交叉連接需要進(jìn)行時(shí)分和空分交換，需要處理多種TU規格，并且交換顆粒度小，因此所需的電路規模比較大，成本相對很高。例如要實(shí)現一個(gè)1008×1008路的TU-12級交換矩陣，如果使用現有的規模為126×126路的商業(yè)芯片來(lái)拼接就需要幾十塊芯片，實(shí)現起來(lái)十分復雜。

ITU-T(國際電信聯(lián)盟)的SDH建議中的映射路線(xiàn)有兩條主干，一條是北美路線(xiàn)，一條是歐洲路線(xiàn)。我國采用的是歐洲路線(xiàn)，主要電路接口是E1和E3/DS3，從滿(mǎn)足市場(chǎng)實(shí)際需求，降低成本的出發(fā)點(diǎn)考慮，簡(jiǎn)化不使用的映射結構就可以顯著(zhù)降低電路規模，從而有可能實(shí)現單片超大規模的交換能力，這樣可以大大降低SDH設備交換板的設計難度，降低成本，提高產(chǎn)品可靠度。

RC7830是為完成SDH中TU交叉連接功能而設計的超大規模集成電路，單片實(shí)現了1008×1008 TU-12的無(wú)阻塞全交換功能，也可以交換TU-3和AU-4結構，并允許TU-12/TU-3/AU-4混合使用。為了適應SDH設備更大容量的交叉連接需求，RC7830又提供級聯(lián)使用功能，不需要任何輔助器件就可以組成更大的交換矩陣，最多可實(shí)現48個(gè)STM（同步傳輸方式）-1中所有TU-12、TU-3、AU-4的無(wú)阻塞全交叉連接。

子網(wǎng)連接保護倒換是SDH實(shí)現自愈的方法之一，也是最有效的保護策略，倒換時(shí)間要求不大于50ms。當線(xiàn)路(如STM-16傳輸線(xiàn)路）出現故障時(shí)將引起大量支路出現AIS告警，產(chǎn)生倒換請求，微處理器需要配置大量倒換數據，容易造成倒換時(shí)間超標。RC7830采取了交換控制雙頁(yè)面設置的方法，對應每一個(gè)通道，都有雙頁(yè)互為保護。微處理器事先將正常工作路由和保護路由寫(xiě)入RC7830，RC7830監視通道的AIS（告警指示信號)狀態(tài)，一旦檢測出AIS即時(shí)觸發(fā)倒換，從而快速實(shí)現自動(dòng)倒換功能，可以大大縮短倒換時(shí)間，提高設備性能。倒換后，保護頁(yè)轉換為工作頁(yè)，直至下一次微處理器重新設置或檢出AIS為止。

另外，RC7830的主要服務(wù)對象是SDH的2.5G設備，當16個(gè)STM-1同時(shí)使用時(shí)可能會(huì )引起板間線(xiàn)數過(guò)密的問(wèn)題，為此，RC7830設計有77MHz總線(xiàn)工作模式，外部接口的輸入輸出數據速率為77Mb/s，內部交換速率仍為38MHz，此時(shí)，每組總線(xiàn)的低2位引腳為有效引腳，其余不用的引腳可以懸空（芯片內對輸入引腳已設計了上拉電阻）。

RC7830也可以用在多光口的155M/622M系統中，當16組STM-1總線(xiàn)不必全部使用時(shí)，可關(guān)閉不用的總線(xiàn)，將工作功耗降至最低，此時(shí)被關(guān)閉總線(xiàn)的輸出狀態(tài)為三態(tài)。雖然RC7830的交叉連接容量大、功能多，但使用方便、靈活。外部可連接TUPP處理器PMC-Sierra的PM5362；交叉連接過(guò)程由本地處理器控制實(shí)現。處理器控制可以通過(guò)并行總線(xiàn)或8.192Mb/s SC串行總線(xiàn)兩種方式實(shí)現。

RC7830內部功能框圖如圖1所示。

RC7830提供38MHz和77MHz兩種STM-1總線(xiàn)工作模式。在不同的總線(xiàn)工作模式下，STM-1輸入輸出數據總線(xiàn)速率不同。在38MHz模式下，每組總線(xiàn)為4bit半字節數據。當工作在77MHz時(shí)，每組總線(xiàn)的低兩位引腳作為輸入輸出引腳。芯片內還可對每組輸入數據總線(xiàn)進(jìn)行BIP-8的軟校驗檢查。不論是主動(dòng)關(guān)閉的數據總線(xiàn)還是處于無(wú)效狀態(tài)，不用的引腳都可以懸空。任何一個(gè)輸出數據通道，對于TU-12、TU-3、AU-4都可以來(lái)自級聯(lián)使用時(shí)的前一級芯片或本片的交換單元，或由用戶(hù)插入人工碼、輸出AIS、設置為通道三態(tài)，具體方式由微處理器的軟件控制。

RC7830的幾乎所有功能都由微處理器的軟件來(lái)控制并實(shí)現，考慮到當板上芯片較多、線(xiàn)密度較大時(shí)，為緩解布線(xiàn)難度，芯片在設計時(shí)不僅支持并行總線(xiàn)控制接口，而且支持串行總線(xiàn)控制接口。兩個(gè)接口不可同時(shí)使用，由管腳ScoMp控制。

當引腳ScoMp為‘0’時(shí)有效。RC7830采用128個(gè)接口寄存器和基于二次地址的擴展寄存器結構，其中包括64個(gè)直接地址，64個(gè)二次地址。二次地址共有兩種：特殊二次地址和普通二次地址。特殊二次地址對應的是控制信息，普通二次地址對應的是通道的交換信息。尋址哪一種二次地址由直接地址的第六個(gè)地址中的數據的高兩bit來(lái)決定。

當管腳ScoMp為‘1’時(shí)有效。

SC控制總線(xiàn)為8KHz幀頻的8.192Mb/s信號，每幀為128個(gè)字節，對應128個(gè)接口寄存器，每幀可更新一遍芯片的接口寄存器。其接口應用如圖2所示。

RC7830還設計了SO開(kāi)銷(xiāo)狀態(tài)總線(xiàn)。若前端芯片可以完成對TU支路的AIS檢測，則可通過(guò)SO開(kāi)銷(xiāo)狀態(tài)總線(xiàn)直接將檢測結果送至RC7830，觸發(fā)保護倒換。該總線(xiàn)也是8KHz幀頻同步的8.192Mb/s信號，與8Mb/s的SC串行控制總線(xiàn)共用幀頭及時(shí)鐘。只在單片使用時(shí)有效。

RC7830具有4組輸入擴展總線(xiàn)Sdib，可實(shí)現將多片RC7830級聯(lián)使用，從而擴大芯片的交叉連接能力，用戶(hù)可根據實(shí)際需要選擇級聯(lián)規模，比如2×2、3×3等，最大可實(shí)現4×4的級聯(lián)。

圖3以2×2級聯(lián)應用為例：

級聯(lián)應用時(shí)，每一列芯片完成12組輸出Sdo總線(xiàn)的交換。任意一組Sdo總線(xiàn)的任意一個(gè)時(shí)隙都可以來(lái)自任意一組Sdia總線(xiàn)的任意一個(gè)時(shí)隙。

RC7830交叉連接芯片可廣泛用于國內SDH 2.5G/622M/155M傳輸系統中, 設計兼顧了大系統和小系統的使用特點(diǎn),交換規?？梢陨炜s,保護倒換速度快,具有并行和串行MP接口。采用國內設計國外加工方式進(jìn)行,目前產(chǎn)品已通過(guò)測試,并進(jìn)入試用和批量生產(chǎn)階段?！?/font>