4路E1反向复用FPGA设计方案
4路E1反向复用FPGA设计方案 目 录14路E1反向复用FPGA设计方案51 系统工作特点52 检测和建链、拆链52.1 寄存器定义52.2 检测和建链过程：72.3 拆链、重新建链和带宽自动调整102.4 信令定义112.5 复帧和宏帧122.5.1 复帧的收发与同步122.5.2 宏帧的收发与同步133 发送模块和接受模块工作流程154 系统组成功能框图205 CPU接口215.1 功能215.2 寄存器215.2.1 配置寄存器(REG_CONFIG)225.2.2 状态寄存器235.3 CPU模块功能框图305.4 CPU接口工作特点315.4.1 CPU中断响应315.4.2 CPU对芯片复位316 各模块接口信号326.1 IM发送模块接口信号326.2 信令插入和4E1成帧模块接口信号346.3 HDB3编码模块接口信号366.4 E1环回处理模块接口信号376.5 HDB3解码模块接口信号386.6 4E1解帧和信令提起模块接口信号396.7 IM接受模块接口信号416.8 系统控制模块接口信号466.9 发送状态机接口信号486.10 接受状态机接口信号496.11 时钟模块接口信号516.12 CPU接口模块接口信号526.13 主要寄存器53目 录 4路E1反向复用FPGA设计方案61 系统工作特点62 检测和建链、拆链62.1 寄存器定义62.2 检测和建链过程：82.3 拆链、重新建链和带宽自动调整122.4 信令定义122.5 复帧和宏帧142.5.1 复帧的收发与同步142.5.2 宏帧的收发与同步153 发送模块和接受模块工作流程174 系统组成功能框图225 CPU接口235.1 功能235.2 寄存器235.2.1 配置寄存器(REG_CONFIG)245.2.2 状态寄存器255.3 CPU模块功能框图325.4 CPU接口工作特点335.4.1 CPU中断响应335.4.2 CPU对芯片复位336 各模块接口信号346.1 IM发送模块接口信号346.2 信令插入和4E1成帧模块接口信号366.3 HDB3编码模块接口信号386.4 E1环回处理模块接口信号396.5 HDB3解码模块接口信号406.6 4E1解帧和信令提起模块接口信号416.7 IM接受模块接口信号436.8 系统控制模块接口信号486.9 发送状态机接口信号506.10 接受状态机接口信号526.11 时钟模块接口信号546.12 CPU接口模块接口信号556.13 主要寄存器56第 51 页 共 51 页 4路E1反向复用FPGA设计方案1 系统工作特点发送和接受方向同时工作，本地和远端是对称的,可以实现全双工透明传输；编码器接发送模块接口，解码器接接受模块接口，余下的接口不用，其中发送模块接口数据线接上拉电阻。上电后系统自动进行检测，只要远端也上电且E1传输链路工作正常，则经过一段时间的检测和初始化后本地和远端自动建立链路，系统进入传输状态，不管外界是否提供数据给发送模块接口，系统照样处于透明传输状态，一旦有数据，自动传输。2 检测和建链、拆链2.1 寄存器定义发送方向：发送奇帧TS16寄存器TS16_O_T：存放本地发送E1状态号（1路）和对端发送E1的可用状态（4路，由本地接受模块检测出来）；发送偶帧TS16寄存器TS16_E_T：存放本地接受E1的通断状态（4路，由本地接受模块检测出来）；接受方向：接受奇帧TS16寄存器TS16_O_R：存放对端发送E1状态号（1路）和本地发送E1的可用状态（4路，由对端接受模块检测出来）；接受偶帧TS16寄存器TS16_E_R：存放本地发送E1通断状态（4路，由对端接受模块检测出来）；上述寄存器每2帧更新一次；接受数据寄存器DATA _R，存放接受数据流一个时隙的数据；发送数据寄存器DATA _T，存放发送数据流一个时隙的数据；以接受模块为主导，使发送模块和接受模块的状态同步，本地和远端的状态同步，4路E1的状态同步。信道检测由接受模块完成，发送模块配合发送测试码。接受模块的功能：检测发送方向、接受方向的信道连通状态、超时状态。方法：检测和抽出TS16的信令进行分析。接受模块检测到本地接受E1的信道状态后，先进行本地配置，然后将检测结果通过TS16发送到对端发送模块知道，使之也进行相应的配置，这样本地接受和远端发送的配置就保持一致了。本地的发送模块和接受模块的状态并不要求同步，但要求本地收和远端发的状态保持同步。发送方向TS16传接受方向E1的信道状态（由接受模块检测），接受方向TS16传来本地发送方向E1的信道状态（由对端接受模块检测，对端发送模块发送过来）。状态转换时钟：帧头信号，即在一帧结束后下一帧才进入新的状态。检测态1进入检测态2的条件是：知道本身E1信道的通断状态时才转化。一旦发现有连通的E1，则进行状态转换：连通的信道进入检测态2，断开的信道继续留在检测态1。检测态2进入初始化状态的条件是：知道本身E1信道的可用与不可用状态时才转化。TS16寄存器始终在更新，不要求严格跟状态同步。在检测态1，发送模块4路E1同时连续发送TEST1码（成基本帧）；在检测态2，发送模块4路E1同时连续发送TEST2码（成基本帧）；在检测态1，接受模块检测帧同步LOF0的时刻并开始计时；在检测态2，接受模块检测TEST2码到来的时刻并开始计时（连续收到15个TEST2码时开始计时，记满128ms为止。128ms内收到TEST2码的E1属于可用E1，未收到TEST2码的E1属于超时E1），当然还要检测状态号。注意：对端发送TEST2码是同时的。发送模块通过监视TS16的信息来进行状态转换；接受模块自己检测，检测完毕后自动进行状态转换，同时将检测结果传到对端发送模块。2.2 检测和建链过程： 检测态1：复位后，发送模块和接受模块4路E1同时进入各自的检测态1；发送方向：4路同时发送TEST1码，奇帧TS16传送发送方向E1状态号，偶帧TS16传接受方向E1通断状态（由接受模块检测）。接受方向：4路同时接受TEST1码，注意要检测对端发送模块是否也在检测态1，如果在传输状态，则一直等待（即检测到LOF=0时也不计时），直到对端进入检测态1（对端接受模块如果处在传输态，若收到对方的状态号为检测态1，则系统自动复位）。如：本端突然在传输态时复位了，则会出现这种情况。 方法：通过检测以及抽出TS16的信令进行分析； 目的： 检测4路接受信道通断的状态； 使接受模块进入帧同步状态； 检测完毕时：对连通的接受E1，使自己进入检测态2，断开的接受E1，继续处在检测态1； 检测完毕时：将检测到的接受E1信道的通断状态通过改写发送偶帧TS16寄存器和发送奇帧TS16寄存器，在发送E1上即时发送出去，但发送E1仍然处在检测态1，直到接受模块收到有关发送方向E1的通断状态信息才进入检测态2（连通的发送E1进入检测态2，发送TEST2码；断开的发送E1仍然处在检测态1，继续发TEST1码）。 检测过程：（1） 如果4路一直没有建立帧同步，即LOS=1、AIS=1(有效)，表示接受信道都断了或者不能连通，也可能是对端还没有上电；则一直等待，继续处于检测态1；（2） 如果有一路先建立帧同步，即检测到：LOS=0，AIS=0，LOF0，奇帧TS166:4=001（即检测态1），则从LOF0的时刻起，在本帧结束时产生一个标志信号START，从下一帧起开始计时，记满256ms为止。 注意如果接受到TS166:4=011（即传输态），则帧同步建立了也不计时，一直等待，直到TS166:4=001时才能开始计时； 每一路E1建立帧同步后都产生一个标志信号START，根据标志信号可以计算该路E1相对第一个建立帧同步E1的相对延时。 256ms内一直未建立帧同步的，属于断开E1，接受方向连通指示信号E1RX_OK=0； 建立帧同步的，属于连通E1，接受方向连通指示信号E1RX_OK=1； 计满256ms时，改写发送方向奇偶帧TS16寄存器， 表示接受方向连通和断开E1的情况，并通过发送方向TS16告知对端； 计满256ms时，连通的E1同时进入检测态2（同时是相对的，即记满256ms时，每一路的基本帧发完后才发检测态2的测试码），断开的E1信道进入检测态4，继续检测，搜索帧同步（不检测TEST1码）； 在检测态4，若搜索到帧同步，则产生系统复位信号。 检测态4：只有接受模块才有检测态4 目的：实时检测断开E1的连通状态，一旦连通，则产生系统复位信号。 操作：接受模块搜索帧同步码，一旦建立帧同步（不必检测TEST1码），则产生系统复位信号。 转换条件：接受模块在检测态1，当记满256ms时，可以判断连通的E1和断开的E1，断开的E1进入检测态4。 检测态2： 目的：检测出连通的E1信道之间的相对延时，确定可用E1和超时E1： 转换的条件： 接受模块：在检测态1，记满256ms时，改写接受方向连通状态寄存器和发送方向偶帧TS16寄存器（以便发送E1将接受信道的通断状态发送到对端）后即进入检测态2，断开的接受E1进入检测态4； 发送模块：一旦检测到接受方向偶帧TS16寄存器中有发送E1的通断信息，则连通的发送E1同时进入检测态2，同时发送TEST2码。断开的发送E1继续留在检测态1。 操作： 发送模块：连通的发送E1同时发送TEST2码；当接受模块收到奇帧TS16传来的本地发送信道可用状态信息后，发送模块可用E1进入初始化状态，超时E1进入检测态3。 接受模块：接受模块连通的E1都检测TEST2码，以第一个E1收到TEST2码的时刻开始计时（连续收到15个TEST2码的时刻作为计时的起始时刻），记满128ms为止。128ms内收到TEST2码的E1属于可用E1，未收到TEST2码的E1属于超时E1），当然还要检测状态号。记满128ms时，改写发送方向奇帧TS16寄存器（表示可用E1和不可用E1）并从发送E1上传过去，使对端知道在它自己的发送E1上哪些可用，哪些不可用。然后可用E1进入初始化状态，超时E1进入检测态3。(对端发送模块知道可用E1后也进入初始化状态，超时E1进入检测态3)。在初始化状态，配置接受信道状态寄存器（可用与不可用），同时等待奇帧TS16传来本地发送信道的可用状态，一旦检测到可用E1，则发送模块可用E1进入初始化状态，超时E1进入检测态3。 检测态3： 目的：将超时E1独立出来，不再使用，除非其延时发生变化，则系统复位后重新检测，不超时则使用。 转换
