基于IDT82P的E1接口設計與實(shí)現

摘要： 設計并實(shí)現了一種基于IDT82P的高性能、通用E1接口。實(shí)驗結果表明其E1指標(誤碼、抖動(dòng)等)達到理想效果。

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(huà)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,模擬接口較穩定，內部可提供多種時(shí)鐘跟蹤模式。同時(shí)芯片內部提供豐富信令功能，可提供CAS信令的提取,提取內容輸出方式靈活。CPU通過(guò)Bus控制對E1模塊進(jìn)行配置以及實(shí)現各種告警的監控和管理。

IDT82P

IDT82P是IDT公司提供的一款8路E1/T1/J1接入,比原來(lái)的4路可直接節約1片,從成本和空間上的節約都做到了,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芯片的是它可用內部編程調節阻抗，以滿(mǎn)足不同的線(xiàn)路阻抗接入。線(xiàn)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(xiàn)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。系統側可由線(xiàn)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。另外在系統側,可專(zhuān)門(mén)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(lèi):業(yè)務(wù)接口、MPI接口、時(shí)鐘接口和調試接口(圖1)。

圖1   IDT82P2288功能

業(yè)務(wù)接口分為系統側和線(xiàn)路側。線(xiàn)路側為模擬側，和E1線(xiàn)路方向的信號對接；系統側為數字側，和TSI芯片的HW對接。從PSTN送來(lái)的E1/T1模擬信號進(jìn)入芯片，經(jīng)過(guò)增益調整后，由數據時(shí)鐘恢復單元恢復出數據，并提取出來(lái)線(xiàn)路上的時(shí)鐘信息后，解碼送入成幀器中成幀。如果設置了接收彈存，則成幀后的數據被放入彈存中。接收彈存的大小可以由軟件進(jìn)行設置，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(xiàn)上的部分抖動(dòng)。同時(shí)性能管理模塊也會(huì )將產(chǎn)生的告警和其他統計信息上報到管理模塊中的相應寄存器中。系統側根據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，從彈存中取出數據，送到接收HW上。發(fā)送方向處理過(guò)程和接收過(guò)程類(lèi)似。在長(cháng)線(xiàn)模式下，線(xiàn)路側接收靈敏度E1/T1模式分別可達-43dB/-36dB；短線(xiàn)模式下可提供-10dB的靈敏度。線(xiàn)路側可支持三種電平接口，通過(guò)軟件編程設定。

IDT82P系統側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(guò)字節交錯方式，合并到1條8.192MHW總線(xiàn)上。使用復用模式有利于減少板間連線(xiàn)。TS0的位置由系統側幀同步信號以及接收發(fā)送TS0偏移寄存器共同確定。

芯片內部有性能管理模塊，可監控信號丟失、幀失步、AIS等多種告警。各種告警門(mén)限可以通過(guò)軟件設定。

IDT82P芯片的抖動(dòng)特性可以滿(mǎn)足ITU、ETSI等組織相關(guān)標準對相應參數的要求。

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

MPI接口是主控制器對IDT82P進(jìn)行配置、管理、監控的通道，是一異步、慢速的總線(xiàn)。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(lèi)型，數據寬度可設為8位[2]。

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

IDT82P提供標準的JTAG口作為調試使用。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?？商峁┤我鈺r(shí)隙的PRBS測試碼流插入。調試手段豐富。

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(lèi)型轉換可以只通過(guò)軟件完成設定。E1接口模塊使用2片IDT82P，實(shí)現16路E1的接入。設計電路如圖2所示。

圖2  E1接口模塊

IDT82P線(xiàn)路側和外部E1線(xiàn)纜通過(guò)專(zhuān)用變壓器進(jìn)行隔離。在變壓器靠近線(xiàn)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(xiàn)路側使用三進(jìn)制編碼，默認碼型為HDB3，也可以通過(guò)軟件設定為AMI碼。

系統側使用復用模式，不同E/T1通道的時(shí)隙通過(guò)字節交錯的方式，復用成8.192Mbit/s HW。系統側時(shí)鐘和幀同步信號由FPGA根據系統時(shí)鐘提供。

信令的HDLC成幀不使用IDT82P內部的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)相應配置引腳的上下拉電阻，配置成Motorola 模式，數據寬度為8位，地址線(xiàn)10根。 通過(guò)MPI接口，CPU可以對E1模塊進(jìn)行配置，以及各種告警的監控和管理。

2片IDT82P共恢復出來(lái)的16路線(xiàn)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