周璐璐， 張治中

(①重慶郵電大學(xué) 通信網(wǎng)與測(cè)試技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室, 重慶 400065；②重慶電子工程職業(yè)學(xué)院, 重慶 401331)

0 引言

在七號(hào)信令設(shè)備研發(fā)、生產(chǎn)、調(diào)試中常常需要一個(gè)能夠靈活發(fā)送七號(hào)信令消息的信號(hào)源，特別在七號(hào)信令采集卡生產(chǎn)過(guò)程中，該信號(hào)源可以作為檢測(cè)采集卡是否工作正常的有效手段。在七號(hào)信令設(shè)備研發(fā)過(guò)程中，研發(fā)人員需要一個(gè)靈活的信號(hào)源以尋找采集卡在某種特定條件下的異常原因。對(duì)于產(chǎn)品推廣人員，與客戶(hù)進(jìn)行交流時(shí)，為了更好地展現(xiàn)銷(xiāo)售儀表的七號(hào)信令采集功能，也需要一個(gè)便攜的、易用的、靈活配置的信號(hào)源。

為了滿(mǎn)足實(shí)際需求，對(duì)七號(hào)信令數(shù)據(jù)發(fā)生器進(jìn)行研制，最終成品是一張PCI插入卡。本發(fā)生器共有8個(gè)相互獨(dú)立的端口，可以同時(shí)發(fā)送8路E1/T1的消息數(shù)據(jù)。在保證信號(hào)不發(fā)生碼型畸變的情況下，每個(gè)端口最多可以支持4個(gè)使用高阻接入的負(fù)載。

1 硬件設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

1.1 方案設(shè)計(jì)

發(fā)生器作為一個(gè)七號(hào)信令數(shù)據(jù)的發(fā)送裝置，具有如下的主要功能特征：

能夠仿真目前通信網(wǎng)絡(luò)上的主要TDM接口：A，C，D和E等接口；

能夠?qū)崿F(xiàn)64k，N×64k(N=1～31)，高速E1/T1等速率；

能夠發(fā)送TUP,ISUP,SCCP,DUP等信令消息；

每個(gè)端口能夠獨(dú)立發(fā)送數(shù)據(jù)，或關(guān)聯(lián)發(fā)送數(shù)據(jù)（仿真協(xié)議流程）；

端口上的消息速率可以任意配置；

端口上的FISU，LSSU，MSU等可以精確控制。

實(shí)現(xiàn)上述功能，硬件上由兩個(gè)主要部分組成：E1/T1收發(fā)器和多通道同步通信控制器。E1/T1收發(fā)器，選用了功能強(qiáng)大、高集成度的IDT公司的IDT82P2288； 多通道同步通信控制器選用了Mindspeed公司的CN8478。

IDT82P2288具有如下的功能特點(diǎn)：

LIU（線路接口單元）和FRAMER（成幀器）合二為一；

支持E1，T1，每個(gè)鏈路可以獨(dú)立配置成E1或T1；

支持AMI、B8ZS、HDB3碼型；

支持G.772，T1.102，G.703，G.704，G.775等；

支持復(fù)幀處理，信令比特提取和插入；

具有傳送性能監(jiān)測(cè)和統(tǒng)計(jì)功能；

具有SPI處理器接口和并行處理器接口；

每個(gè)連接都具備省電控制模式；

3.3 V，1.8 V供電。

CN8478具有如下的功能特點(diǎn)：

256個(gè) HDLC，8個(gè)獨(dú)立串口接口，支持 LAPB，LAPF，LAPD，SS7；

OSI的數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議支持；

支持 DS0，N×64k，N×8k；

具有32 bit，33/66 MHz的PCI接口和32 bit的本地?cái)U(kuò)展總線接口；

3.3 V，2.5 V供電。

IDT82P2284通過(guò) G.704協(xié)議接口與 CN8478相連，IDT82P2284實(shí)現(xiàn)了從G.704到G.703的數(shù)據(jù)傳送轉(zhuǎn)換。發(fā)送E1/T1數(shù)據(jù)幀的形成，時(shí)隙數(shù)據(jù)的插入，多個(gè)時(shí)隙數(shù)據(jù)的關(guān)聯(lián)，HDLC數(shù)據(jù)處理等都由CN8478的時(shí)隙映射機(jī)制和HDLC來(lái)實(shí)現(xiàn)。CN8478與IDT82P2284的發(fā)送部分電路連接如圖1所示。

圖1 CN8478與IDT82P2284的發(fā)送連接

CN8478通過(guò)消息描述符鏈表和數(shù)據(jù)緩沖區(qū)的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)與主機(jī)處理器的數(shù)據(jù)和控制信息交互。每個(gè)端口對(duì)應(yīng)一個(gè)通道組，每個(gè)通道組內(nèi)有32個(gè)通道，每個(gè)通道對(duì)應(yīng)1個(gè)HDLC控制器，每個(gè)HDLC分配一個(gè)消息描述符列表。CN8478的256個(gè)HDLC一共可以控制256個(gè)時(shí)隙。CN8478的各個(gè)通道在發(fā)生事件或錯(cuò)誤時(shí)會(huì)向一個(gè)循環(huán)的中斷隊(duì)列提交一個(gè)與本通道相關(guān)的中斷描述符。主機(jī)處理器通過(guò)中斷描述符，及時(shí)響應(yīng)，并處理。

CN8478與主機(jī)處理器的交互，通過(guò)其內(nèi)部的寄存器和PCI總線上的共享內(nèi)存實(shí)現(xiàn)。中斷描述符隊(duì)列，消息描述符隊(duì)列，數(shù)據(jù)緩沖區(qū)等等，都按照 CN8478能夠識(shí)別的方式進(jìn)行數(shù)據(jù)存放。

CN8478通過(guò)PCI Master[1]和Slave相互切換來(lái)完成與主處理器的交互。主處理對(duì)CN8478內(nèi)部寄存器訪問(wèn)時(shí)，CN8478工作于Slave模式；CN8478對(duì)中斷描述符，消息描述符隊(duì)列，數(shù)據(jù)緩沖區(qū)訪問(wèn)時(shí)，工作于Master模式。

CN8478以上處理功能是通過(guò)其內(nèi)部的 MUSYCC（多通道同步控制器）來(lái)實(shí)現(xiàn)的。

1.2 電路設(shè)計(jì)

IDT82P2288的串行接口和CN8478的串行接口可以進(jìn)行直接對(duì)接。8個(gè)接口中，每個(gè)接口的連接方式為：IDT82P2288串行接口的 TSCK、TSFS、TSD，分別與 CN8478串行接口的TCLK、TSYNC、TDAT相連。

IDT82P2288的微處理器接口的地址線和數(shù)據(jù)線是分開(kāi)的，然而 CN8478的本地?cái)U(kuò)展總線接口的地址線和數(shù)據(jù)線是復(fù)用的，所以?xún)煞N接口不能直接對(duì)接，必須通過(guò)一個(gè) CPLD進(jìn)行連接。從功能和成本考慮，CPLD選用 EPM7128AETC 100-10[2]。CN8478的本地?cái)U(kuò)展總線接口，直接反映了PCI的讀寫(xiě)時(shí)序，在CPLD中需要利用ALE*信號(hào)，將地址線和數(shù)據(jù)線分開(kāi)。

CN8478的PCI部分引腳直接與PCI規(guī)范中板卡的金手指相連[1]。

2 驅(qū)動(dòng)程序設(shè)計(jì)

CN8478的另外一個(gè)功能是作為PCI橋設(shè)備，當(dāng)PCI插入卡裝入到PCI槽后，在計(jì)算機(jī)啟動(dòng)時(shí)，計(jì)算機(jī)的BIOS就能夠檢測(cè)到PCI總線上有新的PCI設(shè)備存在，在Windows系統(tǒng)啟動(dòng)后，系統(tǒng)將提示發(fā)現(xiàn)新的硬件設(shè)備，并要求安裝其驅(qū)動(dòng)程序。IDT82P2284配置流程見(jiàn)圖2。

圖2 IDT82P2284配置流程

CN8478屬于一個(gè)多功能的PCI設(shè)備，即在一個(gè)PCI槽上有兩個(gè)功能完全獨(dú)立的設(shè)備。這兩個(gè)設(shè)備的設(shè)備標(biāo)識(shí)是不一樣的，系統(tǒng)就根據(jù)這個(gè)設(shè)備標(biāo)識(shí)來(lái)安裝相應(yīng)的驅(qū)動(dòng)程序。兩個(gè)驅(qū)動(dòng)程序在這里分別命名為L(zhǎng)ink驅(qū)動(dòng)和Phy驅(qū)動(dòng)。

插入卡的驅(qū)動(dòng)程序，使用DriverStudio 3.1進(jìn)行開(kāi)發(fā)[3]，其DriverWizard能夠快速生產(chǎn)WDM程序框架，用戶(hù)只需要在框架內(nèi)相應(yīng)部分編寫(xiě)與設(shè)備配置、控制相關(guān)的部分代碼就可以。Phy驅(qū)動(dòng)程序比較簡(jiǎn)單，只是實(shí)現(xiàn)了對(duì)IDT82P2284的配置。其配置流程如圖2。

相比Phy驅(qū)動(dòng)程序，Link驅(qū)動(dòng)程序要復(fù)雜的多，其實(shí)現(xiàn)的主要功能有：MUSYCC寄存器配置，消息描述符鏈表配置，中斷描述符隊(duì)列配置，發(fā)送數(shù)據(jù)交互控制等等，其配置流程如圖3所示。

圖3 CN8478配置流程

3 應(yīng)用編程[4]

Link和 Phy驅(qū)動(dòng)都通過(guò)E1Api與上層應(yīng)用程序進(jìn)行交互，應(yīng)用程序可以是窗口程序或控制臺(tái)程序。應(yīng)用程序讀取發(fā)送數(shù)據(jù)文件，然后將數(shù)據(jù)傳給Api，由Api負(fù)責(zé)提交給驅(qū)動(dòng)程序。目前，通過(guò)反復(fù)測(cè)試，得出一個(gè)端口最多可以支持 4個(gè)帶高阻的接收負(fù)載。在測(cè)試中，使用東進(jìn)廠商信令采集設(shè)備進(jìn)行校對(duì)，插入卡發(fā)出的數(shù)據(jù)和東進(jìn)設(shè)備接收數(shù)據(jù)完全一致。

4 結(jié)語(yǔ)

目前，本信令數(shù)據(jù)發(fā)生器已經(jīng)研制成功，利用應(yīng)用程序界面，用戶(hù)可以控制產(chǎn)生E1，或T1速率的信號(hào)；在時(shí)隙構(gòu)成上，可以選擇64K，N×64K；在上層傳輸協(xié)議，可以選擇低速信令、高速信令和幀中繼。在E1卡的研發(fā)過(guò)程中，作為信令消息數(shù)據(jù)的信號(hào)源，為E1卡的接收功能實(shí)現(xiàn)和性能改進(jìn)提供了很好的支撐；同時(shí)，在E1卡的生產(chǎn)測(cè)試中，為產(chǎn)品測(cè)試提供了仿真現(xiàn)場(chǎng)的檢測(cè)手段。目前，本信令數(shù)據(jù)發(fā)生器不足之處在于還不能支持通過(guò)配置文件，控制數(shù)據(jù)發(fā)送。

[1] 李貴山，陳金鵬.PCI局部總線及其應(yīng)用[M].西安：西安電子科技大學(xué)出版社，2003：129.

[2] 王誠(chéng)，吳繼華，范麗珍.Altera FPGA/CPLD設(shè)計(jì)[M].北京:人民郵電出版社，2005：51.

[3] 武安河,邰銘,于洪濤.Windows 2000 XP WDM設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序開(kāi)發(fā)[M].第2版.北京:電子工業(yè)出版社,2003：49.

[4] 代毅，谷上宇，張?jiān)器?七號(hào)信令MAP消息及其在CDMA中的應(yīng)用[J].通信技術(shù)，2003(08):1.