Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

Шумахер У. Полупроводниковая электроника

.pdf
Скачиваний:
230
Добавлен:
28.03.2015
Размер:
8.01 Mб
Скачать

INFSEMI_2-Text.fm, стр. 422 из 589 (September 4, 2010, 18:19)

422 11. Коммуникационные модули

интерфейса микроконтроллера,

встроен-

терям и высокой точности поддержания

ный HDLC-контроллер позволяет осуществ-

опорного напряжения данная ИС идеально

лять доступ к B-каналу, D-каналу и кана-

подходит для работы в сетевых окончаниях,

лам обмена данными (интеркоммуникаци-

которые весьма требовательны по отноше-

онным каналам), предназначенным для об-

нию к рассеиваемой мощности.

 

мена данными между блоками. Аппаратно

11.2.10. Схема фидера S-интерфейса

поддерживаются

функции

протокола

LAPD, соответствующие 2-му уровню мо-

ISDN (ISFC)

 

 

дели OSI/ISO. Помимо функции преобра-

Для того чтобы передать данные пользо-

зования U-интерфейса в S-интерфейс, кон-

вателя от сетевого

окончания NT1

через

троллер INTC содержит также интерфейс

S-интерфейс к оконечному оборудованию,

IOM-2,

благодаря

чему может напрямую

неминуемо приходится использовать ряд

подключаться к кодеку.

 

 

 

 

дополнительных схем (см. Рис. 11.9). Пере-

Семейство ИС, предназначенных для ра-

менное напряжение питания поступает че-

боты

в

качестве

контроллеров

сетевых

рез S-интерфейс (четырёхпроводной), поэ-

окончаний, дополняют ещё две модифика-

тому требуется иметь не один, а два транс-

ции ИС PEB 8191. Первая из них, PEB 8091,

форматора. Для переключения между нор-

функционально идентична PEB 8191, одна-

мальным режимом питания (Normal Power

ко не содержит ни HDLC-контроллера, ни

Mode — NPM) и режимом питания с огра-

интерфейса IOM-2. Она предназначена для

ничением по мощности (Restricted

Power

работы в схеме стандартного сетевого окон-

Mode — RPM) используется реле. Выбор ре-

чания NT1, когда не требуется подключе-

жима зависит от того, является ли источник

ние каких-либо дополнительных аналого-

питания локальным или питание поступает

вых

линий.

Вторая

модификация

через U-интерфейс. Для каждого из режи-

(PEB 8090) отличается лишь тем, что ис-

мов питания нужны дополнительные схемы

пользует линейный код 4B3T.

 

 

 

 

ограничения тока. Ещё одним необходи-

 

 

 

 

 

 

11.2.9. DC/DC-преобразователь

 

мым элементом схемы фидера является ге-

 

нератор сброса, который вырабатывает для

 

 

для сети ISDN (IDDC)

 

 

 

 

всех ИС, входящих в состав сетевого окон-

 

 

 

 

 

 

DC/DC-преобразователь (ИС PEB 2023)

чания (NT1), команду сброса (reset), когда

построен по принципу импульсного источ-

напряжение питания достигает заданной ве-

ника питания с ШИМ-регулированием вы-

личины.

 

 

ходного напряжения. Он был специально

Использование

микросхемы

ISFC

разработан для применения в телефонии и

(PEB 3023) позволяет уменьшить количест-

сетях ISDN и полностью соответствует ре-

во дискретных компонентов, требуемых для

комендациям ITU для источников питания

работы сетевого окончания. ИС содержит

S-интерфейсов. Требуя для работы всего

генератор сброса и индивидуально про-

лишь

несколько

внешних

компонентов,

граммируемые устройства ограничения то-

IDDC служит стабильным источником пос-

ка в линии для обоих режимов питания

тоянного тока при напряжении питания

(NPM и RPM). Она заменяет оба трансфор-

5 В. Кроме того, его можно запрограммиро-

матора в схеме S-интерфейса и осуществля-

вать таким образом, чтобы получить более

ет автоматическое переключение между ре-

высокие выходные напряжения для пита-

жимами NPM и RPM. Кроме того, данная

ния S-интерфейса. Напряжение питания

микросхема отличается очень низкой рас-

DC/DC-преобразователя может регулиро-

сеиваемой мощностью. Она совместима не

ваться в различных диапазонах, например

только с контроллерами интеллектуальных

12…80 В

или 20…120 В. В

микросхему

сетевых окончаний INTC, но и с представи-

PEB 2023 также встроены программируемая

телями предыдущего поколения ISDN-уст-

защита от перегрузки по току, контроль по-

ройств, например SBC1) (PEB 2080), SBCX

вышенного напряжения и функция плавно-

(PEB 2081) и ISAC-S (PEB 2085, PEB 2086).

го запуска. Благодаря малым тепловым по-

 

 

 

1) SBC (S-Bus interface Circuit) — схема интерфейса S-шины.— Примеч. ред.

100 Ом

Тракт

приёма

100 Ом

Тракт

передачи

100 Ом

Тракт

приёма

Защита от перенапряжения

100 Ом

Тракт

передачи

INFSEMI_2-Text.fm, стр. 423 из 589 (September 4, 2010, 18:19)

11.2. IDSN: от телефонной станции к абоненту 423

1:2

VDD

 

 

SR2

 

 

SR1

 

 

10 нФ

 

 

VSS

SBC/

1:2

 

SBCX/

 

SX1

INTC

 

 

 

20…40 Ом

 

 

20…40 Ом

 

 

SX2

 

Генератор

сброса

Реле

NPM Ограничение тока

RPM Защита от перенапряжения

а)

RST

RP1

RP2 AC/DC-

+преобразователь

40 В

VNPM

 

 

 

+

VDD

DC/DC-

 

 

40 В

VRPM

преобра-

 

зователь

GND

 

 

 

 

 

 

ISFC

 

PEB 3023

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

VDD

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

AC-усилитель

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

SR2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

10 нФ

 

 

 

 

 

SR1

SBC/

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

VSS

SBCX/

 

 

 

 

 

 

 

DC-питание

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

SX1

INTC

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

SX2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

10 Ом

Генератор сброса

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

RST

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Регулировка

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

AC-уровня

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

RP

AC/DC-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

10 Ом

 

 

 

 

 

–40 В

 

 

 

 

 

VNPM

преобра-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

GND

зователь

 

 

 

 

 

 

DC-питание

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Полярность

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

VDD

DC/DC-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

VRPM

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

–40 В

 

 

 

 

 

преобра-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

GND

зователь

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ограничение

 

0 В

 

 

 

 

 

TPOS TNEG

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

тока

 

 

 

 

 

 

 

2.2 В

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

+5 В (плавающее)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

б)

Рис. 11.9. Использование контроллера ISFC (ИС PEB 3023) позволяет сократить количество требуемых компонентов при реализации сетевого окончания (NT): а — схема на дискретных компонентах; б — схема включения ISFC.

INFSEMI_2-Text.fm, стр. 424 из 589 (September 4, 2010, 18:19)

424 11. Коммуникационные модули

11.2.11. Двухканальный кодек-фильтр

подключить модем или факс). Эти ИС при-

с цифровой обработкой сигнала

меняются также в системах видеосвязи или

Оптимальным решением при построе-

при одновременной передаче голоса и дан-

ных (voice-over data).

 

 

нии «интеллектуальных» сетевых оконча-

 

 

Таким образом, перед разработчиками в

ний (INTC) является использование двух-

области телефонии, систем передачи дан-

канального чипсета DuSLIC, состоящего из

ных и видеоcвязи открываются широкие

микросхем SLICO-F12 (PEB 3265) и Dual-

возможности

по

проектированию самого

HVSLIC (PEB 4265). Он обеспечивает под-

различного оконечного оборудования.

ключение интерфейса IOM-2, входящего в

Классическое

оконечное

устройство,

состав INTC, к двум аналоговым телефон-

подключённое со стороны абонента, — это,

ным оконечным устройствам, а его характе-

конечно же,

телефонный аппарат. Здесь

ристики соответствуют требованиям ITU,

возможны самые разнообразные варианты

EIA и Bellcore LSSGR. Чипсет имеет два не-

исполнения,

начиная со

стандартной

зависимо программируемых

цифровых

«трубки» и заканчивая телефонным аппара-

фильтра, что даёт возможность подстройки

том с дуплексной связью hands-free и кон-

под параметры телефонных линий, приня-

ференц-связью.

 

 

 

 

 

 

 

тые в различных странах. Кроме того, чип-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

сеты семейства DuSLIC содержат генератор

11.3.1. Телефон

 

 

 

 

 

 

 

DTMF (Dual-Tone Multi-Frequency — двух-

Для разработки экономически эффектив-

тональный многочастотный набор) и ин-

терфейс микропроцессора, а также поддер-

ных моделей телефонных аппаратов компа-

живает функции автоматического выбора

ния Infineon Technologies предлагает кодеки

полярности сигнала на линии и передачи

SCOUT-S (PSB 2181/PSB 2182) и SCOUT-

данных в режиме «on-hook» (при положен-

SX (PSB 2183/PSB 2184) с последовательным

ной трубке).

 

или параллельным интерфейсом микрокон-

 

 

троллера. Микросхемы SCOUT-S содержат

11.3. Оконечное оборудование

все необходимые

функциональные блоки,

ISDN: абонентское окончание

такие как аналоговый интерфейс (Analog

 

 

Front-End — AFE), HDLC-контроллер и

Всё большее количество пользователей

S0-трансивер, а микросхемы SCOUT-SX,

во всём мире осознают для себя преиму-

кроме того, поддерживают полудуплексный

щества сети ISDN. Помимо эффективного

режим громкой связи (по принципу

использования полосы частот

(например,

«Stronger Wins»). Благодаря реализации пол-

за счёт методов уплотнения канала связи),

ностью цифровой системы hands-free, теле-

достоинствами ISDN являются возмож-

фоны на основе SCOUT-SX при сравнитель-

ность быстрого установления соединения и

но небольшой цене характеризуются улуч-

различные дополнительные (в зависимости

шенными техническими параметрами. По-

от региона) услуги, а также высокая гиб-

давление эхо-сигналов и сигналов обратной

кость в построении системы и весьма низ-

связи, возникающей между громкоговорите-

кие эксплуатационные расходы.

 

лем и микрофоном, осуществляется за счёт

В настоящее время имеется полный на-

того, что сигнал, приходящий с линии, всег-

бор ISDN-трансиверов, поддерживающих

да передаётся без ослабления.

 

 

следующие интерфейсы:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

интерфейс базового доступа (Base Rate

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Interface — BRI);

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

интерфейс первичного доступа (Primary

 

 

 

Rate Interface — PRI);

SCOUT_SX

S-интерфейс

U-интерфейс (2B1Q).

 

 

 

Для абонентских адаптеров ISDN или

 

 

PC-карт предлагаются соответствующие

SCI

 

интегральные микросхемы. Они предназна-

 

Микро-

 

чены для реализации как чисто цифровых,

контроллер

 

так и гибридных решений (т.е. для тех слу-

 

 

чаев, когда вместе с сетью ISDN требуется

Рис. 11.10. Телефон SCOUT-SX.

 

 

INFSEMI_2-Text.fm, стр. 425 из 589 (September 4, 2010, 18:19)

11.3. Оконечное оборудование ISDN: абонентское окончание 425

Аналоговый интерфейс обеспечивает возможность непосредственного подключения двух микрофонов и двух громкоговорителей (см. Рис. 11.10). Это позволяет использовать телефонный аппарат как в обычном режиме, так и в режиме hands-free. К третьему входу устройства может быть (в случае необходимости) дополнительно подключён внешний микрофон системы громкой связи. Кодек имеет следующие характеристики:

полное соответствие спецификациям ITU-T G.712 и ETSI (NET-33);

импульсно-кодовая модуляция по A-за- кону/μ-закону (ITU-T G.711) и 8/16-би- товые линейные данные; маскирование данных в кодеке;

независимо программируемые усилители для всех аналоговых входов и выходов;

высококачественная цифровая обработка голоса и данных, используемая, например, для организации трёхсторонней конференц-связи;

два корректирующих фильтра на передачу и на приём;

регулируемая противоместная схема;

универсальный генератор DTMF и вызывного сигнала.

Врежиме оконечного устройства

S0-трансивер обеспечивает интерфейс для сети ISDN. Таким образом, аппаратно полностью реализуется уровень 1 протокола ISDN. Функции более высоких уровней могут быть реализованы с помощью HDCLконтроллера, а также специального модуля, предназначенного для осуществления арбитража на шине TIC.

INCA-S (PSB 21483) представляет собой однокристальное решение, предназначенное для построения полнофункционального телефона высшего класса. Помимо

S0-трансивера, HDCL-контроллера и схемы арбитража шины TIC, данная ИС содержит DSP-процессор с ПЗУ микропрограмм и 16-битный микроконтроллер с USB-интер- фейсом (Рис. 11.11).

Наушники

 

Телеф. трубка

Анало-

 

говый

 

интер-

Микрофон

фейс

(AFE)

 

Динамик

 

 

 

Интерфейс IOM-2

 

 

 

Обработчик IOM-2

Трансивер

DSP

CI

 

IOM

IOM

 

 

 

Блок

 

 

HDLC

 

 

и

пе-

Арбитр

 

 

TIC

 

редачи

кадра

 

PIDD

 

 

 

 

 

 

 

 

X-Bus

 

 

USB

CPU

RAM

OCDS

 

166

 

 

 

 

 

 

 

PD-Bus

 

Компьютер

INCA-S

 

 

 

 

 

 

TSF

 

 

 

 

 

EBC

 

 

 

PWM1

I2C

SSC

GPT

ASC

 

KEY

LED

 

 

 

 

 

 

 

 

SCAN

MUX

PWM2

 

 

 

 

S0-линия

Контроллер

питания

3.3 В

Память

1

2

3

 

 

 

 

 

 

4

5

6

 

 

7

8

9

Свето-

Клавиатура

 

0

#

 

диоды

 

 

 

Дисплей

Рис. 11.11. Блок-схема INCA-S.

INFSEMI_2-Text.fm, стр. 426 из 589 (September 4, 2010, 18:19)

426 11. Коммуникационные модули

Аналоговый интерфейс этой микросхемы рассчитан на подключение трёх микрофонов и трёх громкоговорителей. Следовательно, пользователь имеет в своём распоряжении возможность использовать телефонную трубку, наушники с микрофоном или громкую связь. Помимо специфических телефонных модулей, таких как генератор вызывного сигнала и DTMF-генератор, микропрограммное обеспечение DSP-процессора позволяет реализовать дуплексный алгоритм громкой связи (hands-free) с подавлением эхо-сигнала. Дуплексный режим означает, что участники разговора имеют возможность говорить и слушать собеседника одновременно. Качество передачи голоса дополнительно улучшается за счёт наличия цифровых фильтров и схемы подавления внешних акустических шумов. Сумматор предназначен для подключения схемы, обеспечивающей трёхстороннюю конференц-связь.

16-битный микроконтроллер построен на процессорном ядре C166 и имеет встроенный модуль отладки программ (OCDS), 2-Кбайт двухпортовую оперативную память (RAM) и 4-Кбайт расширенную память (XRAM). Микроконтроллер имеет выводы для непосредственного подключения к нему клавиатуры и светодиодных индикаторов; подключение дисплея осуществляется через интерфейс I2C. Интерфейс USB V1.1 поддерживает скорость передачи данных 12 Мбит/с и используется как для дистанционного управления телефоном, так и при передаче данных в компьютер. Функциональность модуля может быть дополнительно расширена благодаря использованию интерфейса IOM-2.

11.3.2. Сменные PC-карты

Экономически эффективный способ передачи данных для PC-карт обеспечивается благодаря использованию однокристального решения IPAC-X (PSB 21150). Этот высококачественный модуль поддерживает ряд специальных функций, что позволяет заметно снизить стоимость компонентов и печатной платы PC-карты.

В состав PC-карты входят PITA-2 (PCIInterface for Telephony/Data Applications — PCI-интерфейс для систем телефонии и передачи данных), IPAC-X (ISDN PC Adapter Interface Circuit — схема ISDN-интерфейса для PC) и интерфейс линии (Рис. 11.12).

Интерфейс IPAC-X микроконтроллера

S/T

PSB 21150

PITA-2

EEPROM (опция)

PSB 4610

PCI-интерфейс

PCI

Рис. 11.12. PC-карта, в которой используется однокристальное решение IPAC-X.

Микросхема IPAC-X включает в себя S-трансивер и три HDLC-контроллера D-канала и двух B-каналов интерфейса базового доступа (BRI). Доступ к этим каналам может осуществляться через встроенный в чип параллельный интерфейс, а их буферизация — путём использования кольцевого FIFO-буфера с переменной верхней границей (до 64 байт для D-канала, до 2 128 байт для B-каналов). Доступ к B-ка- налам может осуществляться и через последовательный интерфейс (IOM-2), который позволяет подключать модуль кодека (например, SCOUT).

В приведённой на Рис. 11.12 схеме используется параллельный интерфейс микросхемы PITA-2, к которому подключён IPAC-X. С программной точки зрения доступ осуществляется так же, как и к обычному устройству с распределением памяти. В качестве опции к PITA-2 может быть подключена микросхема памяти EEPROM, предназначенная для хранения данных, определяемых производителем PC-карты, например идентификатора производителя, идентификатора устройства, идентификатора производителя подсистемы и идентификатора подсистемы устройства, а также соответствующих параметров системы управления электропитанием. Идентификатор производителя подсистемы и идентификатор подсистемы устройства также могут быть загружены путём переопределения выводов. Таким образом, можно программно распознавать различные PC-карты, использующие один и тот же модуль интерфейса.

INFSEMI_2-Text.fm, стр. 427 из 589 (September 4, 2010, 18:19)

11.3.Оконечное оборудование ISDN: абонентское окончание 427

11.3.3.Абонентский адаптер (TA) и USB-

адаптер S0-интерфейса

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

DuSLIC

IOM-2

 

 

 

 

Приведённое на Рис. 11.13 схемное ре-

 

 

SLICOFI-2

 

IEC-Q V5.3

 

 

U

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

шение позволяет реализовать доступ к дан-

 

 

PEB 326x

 

 

PEB 2091

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ным ISDN и функции абонентского адапте-

tip/ring

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ра при чрезвычайно высоком уровне интег-

 

SLIC-x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

рации.

tip/ring

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

SLIC-x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

DuSIC

 

 

 

 

 

 

RS-232

 

Микро-

 

 

 

IOM-2

 

 

 

 

 

контроллер

Память

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

SLICOFI-2

SBCX-X

 

 

 

 

SAB-C165 H

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

S/T

 

 

 

 

 

 

PEB 326x

PSB 3081

 

Рис. 11.14. Комбинированная схема сетевого

tip/ring

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

окончания и абонентского адаптера (NT1 + TA).

SLIC-x

 

 

 

 

 

 

tip/ring

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

SLIC-x

 

 

 

 

 

 

Блок-схема устройства приведена на

 

 

 

SPI

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 11.14. В

устройстве реализован

або-

USB

 

Микроконтроллер

Память

нентский адаптер с портом

RS-232.

Оно

 

 

SAB-C165UTAH

 

включает в себя микроконтроллер C165H,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

модуль IEC-Q V 5.3 с U-интерфейсом ли-

Рис. 11.13. Схема, сочетающая абонентский

нии и

двухканальный голосовой кодек

DuSLIC для обычных телефонных линий

 

адаптер и USB-порт.

 

 

 

 

 

 

 

(POTS). Подавитель эхо-сигналов ISDN

 

 

 

 

 

 

 

 

Основным

элементом схемы

 

является

(IEC-Q V 5.3) содержит U-трансивер и диф-

 

систему, осуществляющую преобразование

микроконтроллер

C165UTAH,

 

имеющий

 

двухпроводной линии в четырёхпроводную.

16-битное ядро C166, четыре HDLC-конт-

Интерфейс U-линии представляет собой

роллера для B- и D-каналов и контроллер

трансформатор. В качестве опции в интер-

USB V1.1, обеспечивающий скорость пере-

фейс может быть встроена металлическая

дачи данных 12 Мбит/с. Используя интер-

оконечная нагрузка линии. Обработку ин-

фейс IOM-2, микроконтроллер обеспечива-

формации B- и D-каналов производит мик-

ет подключение

к модулю

S-трансивера

роконтроллер C165H. Поскольку в его со-

(SBCX-X)

и

к

двухканальному

кодеку

став входят также четыре двунаправленных

DuSLIC, имеющему, в свою очередь, два

HLDC-контроллера, то для доступа к кана-

порта POTS (для

подключения

 

обычных

 

лам 2B + D не требуется внешних HLDC-

аналоговых телефонных линий). Существу-

контроллеров.

 

 

 

ет также возможность использования дру-

 

 

 

 

 

 

 

 

гих кодеков, не совместимых с интерфей-

11.3.5. Телефон высшего класса с USB-

сом IOM-2; вместо него может использо-

 

S0-адаптером и функцией

 

ваться PCM-интерфейс микроконтроллера.

 

 

 

абонентского адаптера (TA)

 

Если в пользовательском приложении не

 

 

 

 

 

 

 

предполагается задействовать USB-порт, то

Компания Infineon предлагает недорогой

оптимальным с точки зрения стоимости ре-

вариант комбинированного устройства, со-

шением будет

совместное использование

четающего в себе функции телефона, USB-

SBCX-X и DuSLIC. При этом в качестве

порта передачи данных и абонентского

микроконтроллера, например, может при-

адаптера

для

подключения

аналогового

меняться C165H.

 

 

 

 

 

факсимильного аппарата. В нём использу-

11.3.4. Комбинированная схема NT1 и TA

ется телефонный модуль INCA-S и кодек

DuSLIC.

 

 

 

Комбинированное устройство NT1 + TA

Как уже упоминалось выше (см. подраз-

дел 11.3.1.), INCA-S представляет собой

разработано в Германии, но часто использу-

полнофункциональный высокопроизводи-

ется и в США. Оно позволяет осуществлять

тельный телефонный модуль со встроен-

подключение к U-интерфейсу и обычным

ным USB-адаптером. DuSLIC подключает-

(POTS) телефонам.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

INFSEMI_2-Text.fm, стр. 428 из 589 (September 4, 2010, 18:19)

428 11. Коммуникационные модули

Наушники

IOM-2

 

 

tip/ring

 

SLIC-x

Факс

 

 

 

 

SLICOFI-2

 

C-интерфейс

 

tip/ring

 

PEB 326x

 

 

 

SLIC-x

 

 

 

 

 

Телеф. трубка

 

 

DuSLIC

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Линия S0

Микрофон

INCA-S

 

 

 

 

 

 

 

Динамик

 

 

 

 

3.3 В Контроллер питания

Компьютер

Память

1

2

3

Дисплей

4 5 6

7 8 9

0 #

Клавиатура

Светодиоды

 

Рис. 11.15. Схема применения модуля INCA-S.

ся через интерфейс IOM-2, который обеспечивает поступление телефонных вызовов по двум аналоговым линиям (Рис. 11.15).

11.4. Образцы разработки для ISDN

Компания, выступающая на рынке телекоммуникаций как поставщик системного оборудования, должна обладать потенциалом по разработке и быстрому внедрению в производство конкурентоспособных устройств. Infineon Technologies является мировым лидером в области производства ИС для сетей ISDN и накопила многолетний опыт инновационных разработок в данной и других областях. Компания Infineon использует свои ноу-хау для дальнейшего совершенствования систем и полупроводниковых компонентов, применение которых позволяет значительно облегчить и ускорить процесс разработки устройств ISDN.

11.4.1.Комплексные решения — основа успешного маркетинга

Производители систем связи, выходящие на постоянно растущий глобальный рынок телекоммуникаций, сталкиваются с необходимостью решения целого ряда задач:

Какие коммуникационные модули оптимально подходят для реализации требуемой системы?

Возможна ли программная эмуляция тех или иных функций оборудования или требуемой производительности системы нельзя достичь без применения активных аппаратных средств с микроконтроллерным управлением?

Использования каких вычислительных ресурсов требует выбранный телекоммуникационный протокол? Каким образом может быть обеспечена его поддержка в тех или иных странах?

Как достичь соответствия системы международным стандартам?

Имеется ли возможность без больших затрат разрабатывать оптимизированную по параметрам продукцию и быстро выпускать её на рынок?

Высокая конкуренция на телекоммуникационном рынке требует от производителей разработки экономически эффективной продукции, изготавливаемой по самым современным технологиям. В связи с этим на первый план выходит концепция построения системы в целом, поскольку наряду с совершенствованием аппаратного и про-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

INFSEMI_2-Text.fm, стр. 429 из 589 (September 4, 2010, 18:19)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

11.4. Образцы разработки для ISDN 429

 

 

 

 

граммного обеспечения критическим фак-

чивает поддержку HDLC, transp,. X.75,

тором становится апробация системы.

 

V.110, V.120, T90NL и ISO 8208.

 

 

Комплект эталонных плат

 

 

 

При передаче данных используются про-

 

 

 

токолы PPP (Point-to-Point Protocol — про-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Система

 

под

общим

 

названием

токол точка-точка) или MLPPP (Multi Link

«Reference Board Package» (Комплект эта-

PPP — многоканальный PPP). Кроме того,

лонных, или

демонстрационных

плат)

в состав программного обеспечения могут

включает в себя аппаратное и программное

также входить демоверсии различных при-

обеспечение для типовых приложений, а

кладных программ, таких как RVS-COM

также набор соответствующей документа-

Lite компании RVS Data Technology или

ции. Различная справочная информация по

TELES Power Pack компании TELES.

 

 

тем или иным компонентам представлена в

11.4.4. Доступ к сети ISDN

 

 

виде предложений по конструкции, элект-

 

 

 

 

 

 

 

 

рических принципиальных схем, руко-

Эталонная плата IPAC представляет со-

водств по применению, результатов при-

бой оптимизированную пассивную ISDN

ёмо-сдаточных испытаний и испытаний на

PC-карту с S-интерфейсом. В её состав вхо-

электромагнитную совместимость.

 

дят ISDN-модуль высокой степени интег-

11.4.2. Аппаратное обеспечение

 

рации — IPAC-X (схема ISDN-интерфейса

 

для PC на микросхеме PSB 21150) и PC(S)-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

«ISDN Reference Board» (Эталонная пла-

интерфейс с контроллером шины PCI.

та ISDN) представляет собой PC-карту или

Микросхема

PSB 21150

содержит

три

внешний модуль, выполненный по самой

HLDC-контроллера для B- и D-каналов, а

современной технологии. В настоящее вре-

также встроенный S-трансивер.

 

 

мя, с появлением первых образцов инже-

Разделение потока данных осуществля-

нерной реализации ISDN-модулей, появи-

ется путём использования FIFO-буферов

лись и эталонные платы ISDN, спроектиро-

глубиной 128 байт для каждого из B-кана-

ванные с учётом мирового опыта в области

лов и по 64 байт для каждого из направле-

разработки полупроводниковых компонен-

ний передачи D-канала. Когда буферы за-

тов и схемотехники. К компьютеру они мо-

полняются, производится их чтение под уп-

гут подключаться через стандартные интер-

равлением контроллера

прерываний

или

фейсы (например, PCI или USB). Эталон-

DMA-контроллера. Связь с внешними уст-

ная плата ISDN обеспечивает разработку

ройствами осуществляется с помощью пос-

решений, полностью соответствующих тре-

ледовательного PCM-интерфейса или ин-

бованиям международного телекоммуника-

терфейса IOM-2; кроме того, линии портов

ционного рынка.

 

 

 

 

 

ввода/вывода могут программироваться под

 

 

 

 

 

 

 

 

 

различные функции. Микросхема IPAC-X

11.4.3. Программное обеспечение

 

поддерживает как режим TE, так и режимы

 

Помимо

программного

обеспечения,

LT-S, LT-T или NT. Таким образом, она мо-

 

жет применяться для решения различных

предназначенного для оценки параметров

задач, в том числе, для построения офис-

системы и позволяющего получить быст-

ных АТС. В данной микросхеме впервые в

рый доступ к тем или иным функциям мик-

мире реализован S-интерфейс с использо-

росхем, в состав программного обеспече-

ванием только

одного

трансформатора и

ния эталонных комплектов для ISDN вхо-

двух конденсаторов (в отличие от обычной

дят также пакеты протоколов B- и D-кана-

схемы на двух трансформаторах и дроссе-

лов. Пакет протоколов D-канала содержит

ле). Такое решение обеспечивает сущест-

протоколы,

соответствующие

американс-

венное сокращение стоимости.

 

 

кому (NI-1, 5ESS,

DMS100),

японскому

 

 

Интеллектуальное

сетевое окончание

(INS) и европейскому (DSS-1) стандартам,

(NT + 2ab) для сети ISDN с функцией або-

т.е. может

использоваться во

всём

мире.

нентского адаптера может быть построено

Кроме того, имеется встроенная поддержка

на ИС SIPB 8191-8/-16 (для 2B1Q) или ИС

дополнительных услуг, таких как автодоз-

SIPB 8090-16 (для 4B3T). Сетевое оконча-

вон при

занятости

номера

абонента

ние NT + 2ab

обеспечивает подключение

(Completion

of

Calls

to

Busy

Subscriber —

ISDN-телефонов и двух аналоговых теле-

CCBS). Пакет протоколов B-канала обеспе-

 

 

 

 

 

 

INFSEMI_2-Text.fm, стр. 430 из 589 (September 4, 2010, 18:19)

430 11. Коммуникационные модули

фонов. Кроме того, имеется возможность

ная трубка и 8-оммная акустическая систе-

внутренней коммутации телефонных аппа-

ма подключаются непосредственно к плате

ратов, т.е. NT + 2ab может работать в качес-

через аналоговый интерфейс. Кроме того,

тве офисной АТС. Для обслуживания ана-

телефон может управляться с помощью

логовых телефонных линий (a/b) использу-

полнофункциональной 20-клавишной кла-

ется программируемый кодек (двухканаль-

виатуры и жидкокристаллического дисп-

ный DSP-процессор SICOFI-2TE PSB 2132),

лея, а также через последовательный

который осуществляет кодирование данных

(COM) интерфейс компьютера.

 

 

по A- или μ-закону и обеспечивает необхо-

Поставляемый совместно с телефонной

димое согласование импедансов. В качестве

платой

пакет программного обеспечения

трансивера для U- и S-интерфейсов ис-

IOS содержит все элементы (с 1-го, физи-

пользуется микросхема сетевого окончания

ческого, по 3-й, сетевой уровень согласно

ISDN с высокой степенью интеграции

модели OSI/ISO), необходимые для органи-

(INTC-Q PEB 8191 и NTC-T PEB 8090).

зации голосовой связи по сети ISDN. Демо-

В зависимости от конкретной модели

версия программного пакета (без исходных

NT + 2ab,

управление

им

осуществляет

кодов) прединсталлирована во флэш-па-

8-битный (C513A) или 16-битный (C161R1)

мять. Для

некоторых

разработок может

микропроцессор. Программное

обеспече-

потребоваться дополнительно

приобрести

ние IOS (ISDN Operating Software — опера-

исходные коды IOS.

 

 

 

ционная система для ISDN), успешно про-

Программа пользовательского управляю-

тестированное на большом количестве при-

щего интерфейса (User Control InterFace —

ложений, реализует протоколы D-канала,

UCIF) совместима с Windows 95/98/

принятые в Европе (DSS1 + дополнитель-

2000/NT4 и предназначена для задания всех

ные услуги), США (5ESS, N1-1, DMS100) и

необходимых параметров при работе с

Японии (INS).

 

 

 

 

 

 

ISDN. К ним относятся, например, выбор

11.4.5. ISDN-телефоны

 

 

 

 

B-канала (B1 или B2), загрузка параметров

 

 

 

 

кодека, а также настройка соединения с

Эталонная плата для телефона может ис-

абонентами в сети ISDN.

 

 

 

Модуль расширения, выполненный на

пользоваться в

качестве

дополнительного

базе ИС SIPB 21387, предназначен для реа-

ISDN-устройства.

Так,

плата

«SCOUT

лизации

дуплексного режима

hands-free.

Telephone Board» (SIPB 21385) со встроен-

Данный модуль автоматически распознаёт-

ной акустической системой предназначена

ся программным обеспечением IOS и UCIF

для

реализации

высококачественного

и функционально встраивается в сигналь-

ISDN-телефона с функциями определения

ный тракт. Модуль автоответчика (SAM-EC

номера вызывающего (CLIP — Calling Line

PSB 4860) поддерживает адаптивный алго-

Identification Presentation) и подключённого

ритм эхо-подавления, который

является

(COLP

COnnected

line

Identification

наиболее

эффективным

по сравнению с

Presentation) абонентов, а также с рядом до-

другими алгоритмами. Более подробно мо-

полнительных функций, например парков-

дуль SAM-EC описан ниже в разделе 11 8.

ка вызова (call parking), ожидание вызова

В будущем в новых образцах разработки

(call

waiting) или

трёхсторонняя

конфе-

для ISDN будут реализовываться новые ин-

ренц-связь.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

терфейсы и новые технологии производства

В

качестве

ISDN-модуля

на

плате

ИС (например, 3.3-В технологии).

 

«SCOUT

Telephone Board»

используется

 

 

 

 

 

 

 

микросхема SCOUT-SX (PSB 21383 в кор-

11.5. Анализ качества телефонной

пусе P-MQFP-44), которая предназначена

сети

 

 

 

для реализации стандартных ISDN-функ-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ций, а также содержит аудиокодек.

 

Определение качества телефонной связи

Программирование модуля осуществля-

подразумевает использование

интеллекту-

ется с помощью 16-битного микроконтрол-

альных

аналитических

систем.

Фирма

лера C161OR. На плате размещается также

Oscar Vierling GmbH&Co. KG,

в

течение

1-Мбайт флэш-память и 32-Кбайт SRAM.

многих лет специализирующаяся в области

Напряжение питания поступает с линии S0

измерений и испытаний телекоммуникаци-

через

DC/DC-преобразователь. Телефон-

онных сетей, предоставляет подобные систе-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

INFSEMI_2-Text.fm, стр. 431 из 589 (September 4, 2010, 18:19)

11.5. Анализ качества телефонной сети 431

мы на базе экспериментальных соединений.

 

 

Провайдеры

телефонных услуг должны

 

 

быть способны

гарантировать надлежащее

 

 

качество своих телефонных сетей. С одной

 

 

стороны, это предусмотрено системой регу-

 

 

лярных отчётов перед контролирующими ор-

 

 

ганизациями; с другой стороны, возможность

 

 

реальной проверки качества соединений осо-

 

 

бенно важна для пользователей этих сетей.

 

 

«Качество услуг» (Quality of Service —

 

 

QoS) — это стандартный термин, включаю-

 

 

щий в себя все важные с точки зрения поль-

 

 

зователя аспекты. Например, устанавлива-

 

 

ется ли соединение при вызове немедленно

 

 

или же линия постоянно занята; насколько

 

 

велика скорость передачи данных; верен ли

 

 

счёт за предоставленные услуги. Сетевые

 

 

операторы заинтересованы в исследовании

 

 

эффективности работы сети с точки зрения

 

 

указанных вопросов и возможности быстро

Рис. 11.16.

Полностью автоматизированный

«нащупать» слабые места в работе сети.

блок TIQUS, предназначенный для контроля

 

 

11.5.1. Система TIQUS для контроля

 

телефонных сетей.

телефонных сетей

любых сетевых операторов.

Компания Vierling разработала систему

В рамках программы «Партнёрство в ка-

анализа качества TIQUS, предназначенную

честве услуг» (Partner in Quality of Service —

для решения перечисленных выше задач.

PiQoS) компания Vierling предоставляет ус-

Система состоит из большого количества

луги по тестированию сетей с помощью

автоматических модулей контроля, которые

системы TIQUS и предлагает сетевым опе-

подключаются к сети подобно обычным

раторам полную, независимую и соответ-

абонентам. Они круглосуточно осуществля-

ствующую стандартам оценку характерис-

ют тысячи «пробных» соединений, прове-

тик качества сетей.

ряя тем самым возможности сети с точки

11.5.2. Проверка методом установления

зрения пользователя. В процессе постоян-

ных измерений могут быть получены важ-

 

вызова: тестовое соединение

ные статистические данные, характеризую-

Тестовое (пробное) соединение — это, в

щие качественные параметры сети, напри-

первую очередь, не более чем обычный те-

мер её пропускную способность. Система

лефонный вызов. Модуль контроля TIQUS

также способна детектировать любые неис-

вызывает другой модуль, т.е. происходит ус-

правности, которые могут возникнуть в хо-

тановление соединения и передача тональ-

де работы сети, в частности, ошибочное

ного или цифрового сигнала, после чего со-

подключение тех или иных модулей. Благо-

единение разрывается. Однако кроме этого,

даря этому, возможно быстрое исправление

в процессе каждого тестового соединения

данных ошибок.

его параметры тщательно контролируются

Система TIQUS (её внешний вид пока-

и записываются модулем TIQUS. Опреде-

зан на Рис. 11.16) может использоваться для

ляются такие параметры, как величина за-

определения параметров качества в сетях

держки при установлении соединения, уда-

фиксированной связи с аналоговым или

лось ли соединиться с вызываемым моду-

цифровым (ISDN) доступом, в сетях мо-

лем контроля, уровень потерь при передаче

бильной связи и в сетях с пакетной комму-

голоса, уровень эхо-сигнала, задержки сиг-

тацией, поддерживающих протокол переда-

нала,

скорость передачи данных и т.д.

чи данных X.25. Благодаря своей модульной

С этой

целью вместо обычного «звонка»

структуре, система может быть легко моди-

абоненту посылается испытательный сиг-

фицирована в соответствии с требованиями

нал с точно заданными характеристиками,

 

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]