摘 要:闡述了EOS芯片的設(shè)計方案，詳細(xì)介紹EOS芯片的結(jié)構(gòu)設(shè)計圖和芯片上各主要部分功能的實現(xiàn)。通過EOS設(shè)計可以將10M/100M以太網(wǎng)通過SDH的E3接口接入SDH環(huán)形網(wǎng)中，實現(xiàn)以太網(wǎng)數(shù)據(jù)的透明傳輸，通過該芯片接入SDH環(huán)網(wǎng)的節(jié)點共享34 MHz的傳輸信道。

關(guān)鍵詞:EOS; 以太網(wǎng); SDH; 節(jié)點共享

中圖分類號:TP393 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A

文章編號:1004-373X(2010)10-0131-02

EOS Total Design Scheme

LI Yan-hua

(Xi’an Aeronautical Vocational and Technical College， Xi’an 710089， China)

Abstract: The design schemem of EOS-chip is introduced， whose diagram and functions realized by the main parts on chip are proposed in detail. The transparent transmission of Ethernet′s data is realized according to make 10 M/100 M Ethernet access to SDH ring network by SDH E3 interface based on the design of EOS. 34 MHz transmission channel is shared with the SDH ring network nodes through EOS chip.

Key words: EOS; Ethernet; SDH; nodes sharing

0 引 言

近年來，隨著Internet技術(shù)的發(fā)展和寬帶接入網(wǎng)建設(shè)的深入[1]，數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)流量飛速增長，已經(jīng)成為電信市場的主體之一。然而，純粹的IP網(wǎng)絡(luò)還達(dá)不到公用傳輸網(wǎng)的可靠性要求，且其建設(shè)耗資巨大。EOS(ethernet over SDH)技術(shù)的出現(xiàn)，實現(xiàn)了數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)在SDH(synchronous digital hierarchy)網(wǎng)絡(luò)中的高效傳輸，最大程度地利用了現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)資源。文獻(xiàn)[2]通過EOS技術(shù)可以直接將以太網(wǎng)SDH/SONET網(wǎng)絡(luò)連接起來。ASIC技術(shù)不斷發(fā)展，使得SoC單芯片系統(tǒng)技術(shù)不斷發(fā)展完善，致使在小面積芯片上集成多種功能成為可能，因而促進(jìn)了新技術(shù)的實現(xiàn)和應(yīng)用。

1 芯片結(jié)構(gòu)圖

該芯片的基本結(jié)構(gòu)如下圖1所示，共分為10個模塊[3]，包括MAC接收單元、MAC發(fā)送單元、環(huán)網(wǎng)接收控制、環(huán)網(wǎng)發(fā)送控制、以太網(wǎng)接收緩沖EthernetRxbuff、以太網(wǎng)發(fā)送緩沖EthernetTxbuff、轉(zhuǎn)發(fā)隊列PassFIFO、E1收發(fā)緩沖E1Rxbuff和E1Txbuff。其中，MAC接收和發(fā)送的單元信號都符合MII口的聲明[4];ready用來標(biāo)記該站點工作正常，lof是E3的幀失步(loss of frame);los是E3信號失步(loss of signal);rai是E3的告警信號。

圖1 芯片的基本結(jié)構(gòu)

2 功能描述

2.1 MAC接收模塊

(1) 在rxdv升高后，查找6個前導(dǎo)碼55和一個幀定位符5D是否出錯，以適應(yīng)10 MHz或100 MHz的工作，當(dāng)收到的情況與autonego設(shè)置不匹配時，數(shù)據(jù)出錯[5]。

(2) 正確接收時，將4位數(shù)據(jù)放入EthernetTxbuff中，當(dāng)rxdv降低，完成1幀數(shù)據(jù)接收。

(3) 根據(jù)MAC目的地址，查找地址CAM，并標(biāo)記結(jié)果。

(4) 根據(jù)MAC源地址，查找地址CAM，如果命中，不做任何操作，否則寫入地址CAM，地址CAM采用先來先替換原則。

(5) 如果出現(xiàn)rxerr錯，包過長或過短，目的地址查找命中，則丟棄該幀數(shù)據(jù)，否則通知環(huán)網(wǎng)發(fā)送單元。

2.2 MAC發(fā)送模塊

(1) 在收到Rxbuff中數(shù)據(jù)準(zhǔn)備好的信號后，查詢crs，如果為高，則繼續(xù)查詢，當(dāng)crs降低后，過96 b再次查詢，如果為低，則開始發(fā)送，否則重復(fù)本步工作。

(2) 降低txen后開始發(fā)送數(shù)據(jù)，結(jié)束后升高txen。如果在發(fā)送過程中col升高，則放棄本次發(fā)送，并發(fā)送32拍的阻塞碼。

(3) 如果重發(fā)次數(shù)超過16次，則丟棄該幀，否則過了間隔時間后重發(fā)該數(shù)據(jù)，并將重發(fā)次數(shù)加1，發(fā)送間隔加倍。

(4) 在全雙工方式下，認(rèn)為crs和col永遠(yuǎn)為低。

2.3 環(huán)網(wǎng)發(fā)送模塊

(1) 在收到EthernetTxbuff數(shù)據(jù)準(zhǔn)備好、E1Txbuff準(zhǔn)備好或PassFIFO的請求后，開始發(fā)送，如果同時有請求，首先響應(yīng)PassFIFO，如果三者都沒有請求，發(fā)送空閑碼。在發(fā)送空閑碼期間，每次在發(fā)送7E后查詢是否有請求，并決定響應(yīng)。

(2) 如果發(fā)送PassFIFO數(shù)據(jù)，則將PassFIFO中的數(shù)據(jù)原樣轉(zhuǎn)發(fā)，不進(jìn)行任何修改。

(3) 如果發(fā)送EthernetTxbuff和E1Txbuff中的信號，則由發(fā)送狀態(tài)機(jī)控制首先將EthernetTxbuff或E1Txbuff中的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成HDLC碼流，再插入環(huán)網(wǎng)的控制信息，在將它們整體作為E3的凈荷，構(gòu)成E3數(shù)據(jù)幀發(fā)送。以太網(wǎng)數(shù)據(jù)包可能被分成若干個E3幀，但在E3的凈荷中使用7E來識別以太網(wǎng)的起止位置。

(4) 對于監(jiān)控站，在上電后要發(fā)送start為10的啟動幀，在收到該幀后，就再發(fā)送start為11的幀設(shè)置下游站點的ready寄存器。

(5) 普通站點，如果某個節(jié)點的los，lof或rai中1個有效時，向下游發(fā)送start為01的命令幀(點對點工作方式時，要設(shè)置rai位)。

(6) 工作在點對點方式時，PassFIFO的請求被屏蔽掉，不會產(chǎn)生發(fā)送請求。

(7) 發(fā)送完一幀數(shù)據(jù)后，至少要發(fā)送2個7E，使得下游的節(jié)點有時間決定對轉(zhuǎn)發(fā)幀的處理。

2.4 環(huán)網(wǎng)接收模塊

(1) 對于普通站點，接收從SDH送來的E3數(shù)據(jù)流，如果環(huán)網(wǎng)地址與本站地址不符合，再判斷幀的類型，以決定將數(shù)據(jù)寫入E1Rxbuff或EthernetRxbuff，寫入它們的數(shù)據(jù)還需要在剝離環(huán)網(wǎng)幀格式和HDLC上填充。寫入EthernetRxbuff的信號還需要寫入PassFIFO，數(shù)據(jù)需要剝離E3的幀頭。

(2) 對于監(jiān)控站，除了進(jìn)行1的操作外，還需要從凈荷中查詢環(huán)網(wǎng)控制字，如果循環(huán)發(fā)送標(biāo)記位為1，則從PassFIFO中清除該幀，同時寫使能無效，丟棄該幀;否則將循環(huán)發(fā)送標(biāo)記位置1，剝離E3幀頭后寫入PassFIFO。

(3) 將剝離掉E3和環(huán)網(wǎng)協(xié)議控制字以及HDLC分割符和調(diào)整字節(jié)后的以太網(wǎng)數(shù)據(jù)寫入EthernetRxbuff，同時注意查詢7E來將若干個E3幀組成1個以太網(wǎng)幀。

(4) 將剝離掉E3和環(huán)網(wǎng)協(xié)議控制字以及HDLC分割符和調(diào)整字節(jié)后的E1數(shù)據(jù)寫入E1Rxbuff，該數(shù)據(jù)不需要進(jìn)行FCS校驗。

(5) 檢查以太網(wǎng)幀的FCS字段，錯誤的幀丟棄。(這樣做將以太網(wǎng)和SDH上的差錯控制統(tǒng)一處理)。

(6) 在上電后查詢start標(biāo)記，如果收到，表明環(huán)網(wǎng)已經(jīng)正常，標(biāo)記本節(jié)點的start位。

(7) 如果檢測到los，lof或rai中的任何一個有效，如果有效，清除ready寄存器，并向下游發(fā)送告警。監(jiān)控站檢測到上面的情況或收到start為01的命令幀，則需要發(fā)送1個start為10幀來幀來檢測環(huán)路(點對點工作方式時，要設(shè)置rai位)，然后再發(fā)送一個start為11的幀去設(shè)置每個站點的ready寄存器。

3 結(jié) 語

通過EOS的設(shè)計，該芯片實現(xiàn)了以下的功能:文獻(xiàn)[8]通過MII口，從以太網(wǎng)PHY層芯片接收以太網(wǎng)數(shù)據(jù)包，轉(zhuǎn)換成內(nèi)部格式;該芯片的以太網(wǎng)接口可以完成10 M/100 M自適應(yīng)工作，支持全雙工和半雙工模式，支持地址自學(xué)習(xí)和地址過濾功能，符合802.3標(biāo)準(zhǔn)。可以提供4個E1接口，將34 MHz中的8 MHz分給話音的傳輸。文獻(xiàn)[9]可以通過設(shè)置寄存器來決定是否使用4個E1接口，在不使用時全部34 MHz的傳輸資源都由以太網(wǎng)數(shù)據(jù)占用。

參考文獻(xiàn)

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