Шумахер У. Полупроводниковая электроника

позволяющими определить качество связи (например, уровень громкости и качество передачи голоса, уровень внешних акустических шумов или количество ошибочных битов при передаче данных).

Управление модулями контроля производится из центра управления. Здесь задаётся, какие параметры и в каких временных интервалах будут измеряться. Список пробных соединений, отсортированный по времени и промежуткам, генерируется программно, и эти данные передаются через коммутируемые соединения по сети ISDN в модули контроля, которые и осуществляют пробные соединения. По завершении всех измерений, их результаты поступают обратно в центр управления, где они обрабатываются и сохраняются.

11.5.3.Технологии доступа к сети ISDN, предлагаемые компанией Infineon

Каждый из модулей контроля TIQUS предназначен для выполнения целого ряда различных функций. К ним относятся установление связи с центром управления, сохранение данных конфигурации и данных, полученных в результате измерений, управление процессом пробных соединений, генерирование испытательных сигналов, измерение различных параметров и, конечно, подключение к сети. Поскольку система TIQUS имеет модульную структуру (см. Рис. 11.17) и включает в себя большое количество интеллектуальных интерфейсных модулей, она обеспечивает возможность подключения к самым разнообразным оконечным абонентским интерфейсам в телекоммуникационных сетях. Это интерфейсы для классического аналогового соединения, для мультиплексного ISDN-соединения базового или первичного доступа, для доступа к сети X.25 или к сетям мобильной связи (GSM 900/GSM 1800).

Например, Infineon предлагает модули, предназначенные для реализации следующих ISDN-интерфейсов:

ISDN-интерфейс базового доступа в конфигурации S0 (модуль ISAC-S);

ISDN-интерфейс базового доступа в конфигурации UK0-4B3T (модули IEC-T и ICC);

мультиплексный ISDN-интерфейс пер-

вичного доступа S2M (модуль FALC). Кроме того, для подключения пользова-

Рис. 11.17. Подключение модулей контроля TIQUS как обычных абонентов телефонной сети.

тельских информационных каналов к измерительным DSP-процессорам используется коммутационный модуль EPIC-S.

С помощью DSP-процессоров и соответствующих коммуникационных контроллеров измеряются коммутационные параметры (уровни с 1-го по 3-й, т.е. физический, транспортный и сетевой уровни соответствующих протоколов), а также технические параметры пользовательских информационных каналов, связанные с качеством передачи данных.

Программное обеспечение модулей контроля, реализующее функции измерения и обработки сигналов, является в достаточной степени универсальным и интерфейснезависимым.

Перечисленные выше ISDN-модули полностью соответствуют концепции построения системы TIQUS. Полнота охвата коммуникационных технологий, модульная архитектура и, конечно, техническая поддержка продукции — вот основные критерии, в течение многих лет учитываемые при проектировании систем контроля от Vierling, критерии, на базе которых компания Infineon осуществляет разработку данного семейства модулей.

11.6.Снижение стоимости офисных АТС за счёт гибкого использования

интегральных технологий

Цифровизация общедоступных сетей (ISDN) открывает новые перспективы развития офисных мини-АТС. Так, недорогие

8 x t/r

4 x UPN

4 x S/T или

4 x UPN

4 x UPN

DuSLIC

PEB 3264

PEB 4264

.

.

.

VIP

PEB 20590

.

.

.

.

.

.

VIP

PEB 20590

.

.

.

Рис. 11.20. Неблокирующий PCM-коммутатор для 1024 временных слотов.

Рис. 11.21. Неблокирующий PCM-коммутатор для 2048 временных слотов.

Используя серию микросхем Memory Time Switch (MTS), можно реализовать различные матричные PCM-коммутаторы. Самым простым является решение, приведённое на Рис. 11.19. На микросхеме MTSI (PEF 20450) собран неблокирующий коммутатор, который осуществляет коммутацию 512 входных временных слотов с 512

Рис. 11.22. PCM-коммутатор с функцией кон- ференц-связи.

На Рис. 11.22 показано решение для организации конференц-связи при помощи микросхем MTSI и DELIC-PB. Каждый из входных каналов (всего их 64) может быть одновременно подключён к 21 независимым конференциям (при условии, что эти конференции трёхсторонние, т.е. количество абонентов каждой из них равно 3). Возможны любые комбинации — от 3 абонентов в 21 конференции вплоть до 64 абонентов только в 1 конференции. Затухание

входных и выходных каналов осуществляется путём прецизионной 64-Кбит пошаговой подстройки (длина слова 16 бит).

Функцию конференц-связи реализует встроенный DSP-процессор, который также контролирует «переполнение» конференций и осуществляет шумоподавление с различными пороговыми уровнями. Программирование ИС DELIC-PB осуществляется без особых проблем при помощи программатора на базе персонального компьютера.

11.6.5.Использование ИС семейства SWITI для подключения к шинам H.100/H.110

ИС семейства SWITI имеют интерфейс шины H.100/H.110, поддержка которой (особенно если речь идёт о системах PCI и Compact PCI) служит ключом к реализации высокоскоростных систем компьютерной телефонии (Computer Telephony — CT) и голосовой IP-телефонии (VoIP). Данная технология является одной из наиболее перспективных в области телекоммуникаций. Интерфейс шины H.100/H.110 имеется только в микросхемах подсемейства HTSI, а микросхемы подсемейства MTSI представляют собой обычные PCM-коммутаторы. Микросхемы обоих подсемейств (в исполнении XL) могут обрабатывать до 2048 соединений при скорости передачи данных до 16 384 Кбит/с.

Системный контроллер

Рис. 11.23. Использование ИС семейства SWITI в качестве коммутатора PCM-магистрали.

На Рис. 11.23 показана схема применения ИС семейства SWITI в качестве коммутатора магистралей. Линейные карты подключаются к PCM-магистралям ИС MTSI (или HTSI). Если в системе не предполагается использовать шину H.100/H.110, то MTSI или HTSI может работать в так назы-

ваемом М-режиме (при этом поддержка шины H.100 отключена). Линейные карты могут подключаться к PCM-магистралям с помощью контроллеров DELIC или ELIC/EPIC.

(Compact) PCI

Рис. 11.24. Использование ИС семейства SWITI в системе компьютерной телефонии.

Рис. 11.24 иллюстрирует базовую концепцию построения систем компьютерной телефонии (CT). Разнообразные модули, реализующие функции сжатия речевого сигнала, распознавания голоса, карты факс-сервера, базовых приёмопередающих станций (BTS), линейных карт и т.д., подключаются к шине H.100/H.110 с помощью HTSI. Данная система может быть разработана с учётом стандарта шины Compact PCI. Соединители, используемые для шины Compact PCI, полностью совместимы с шиной H.100 (H.110) на магистрали.

HTSI могут использоваться и в приложениях голосовой IP-телефонии для подключения традиционных офисных АТС к шине H.100 (как показано на Рис. 11.25). Вокодерная карта, также подключаемая к шине H.100 с помощью HTSI, служит для сжатия/восстановления речевого сигнала. Сетевая интерфейсная карта осуществляет подключение всей системы к локальной (LAN) или глобальной (WAN) сети.

H.100/H.110

(Compact) PCI

Рис. 11.25. Использование ИС семейства SWITI в системе голосовой IP-телефонии (VoIP).

11.7.Архитектура нового поколения мобильного оконечного оборудования — GOLDenfuture для GSM

Несмотря на то что несколько лет назад, в 2001 году рынок GSM переживал существенный спад, в настоящее время его потенциал вновь представляется весьма перспективным. В основе необычайного успеха глобальной системы мобильной связи (Global System for Mobile communications — GSM) лежит целый ряд факторов. Важнейшими из них являются простота и надёжность в работе, что открывает возможность производства компактных, лёгких и недорогих мобильных телефонов стандарта GSM. С появлением же на телекоммуникационном рынке такой инновационной продукции, как абонентские пакеты услуг, GSM-телефония приобрела надёжную потребительскую базу для дальнейшего развития.

В процессе этого развития стандарт GSM постоянно дорабатывается. Так, было улучшено качество голосовых услуг, увеличились производительность и пропускная способность сетей мобильной связи. Получили дальнейшее развитие услуги высокоскоростной передачи данных (GPRS1)) по коммутируемым линиям.

Стремясь удовлетворить многочисленным требованиям, предъявляемым к мобильным оконечным (абонентским) устройствам системы GSM, и даже превзойти эти требования, компания Infineon разработала на базе новой архитектуры E-GOLD высокопроизводительный, высокоинтегрированный чипсет со сверхнизким энергопотреблением для двухили трёхдиапазонных сотовых телефонов. E-GOLD представляет собой платформу для построения передовых оконечных устройств, обеспечивающих передачу голоса, пересылку факсов, быструю передачу данных и оснащённых рядом дополнительных «комфортных» функций.

11.7.1.E-GOLD — расширение стандартной платформы GOLD

С тех пор как в 1993 году компания Infineon Technoligies выпустила первый полнофункциональный GSM-чипсет GOLD, она утвердилась на лидирующих

позициях в области разработки аппаратных решений под стандарты GSM и продолжает устанавливать эти стандарты.

Концепция E-GOLD отражает современный подход к проектированию GSMаппаратуры, аккумулируя в себе огромный опыт, полученный в ходе практического использования ранее выпускавшейся продукции. Разработка платформы E-GOLD представляет собой решительный шаг в направлении большей системной интеграции. При этом процесс выпуска новой продукции на рынок значительно ускоряется, что повышает привлекательность и безопасность инвестиций в развитие производства. Всеми этими достоинствами обладает и новое поколение чипсетов GOLD. Разработанная на основе широкого использования ноу-хау и передовых КМОП-технологий Infineon, архитектура E-GOLD предназначена для реализации целевых системных решений, связанных с обеспечением наивысшей производительности, снижением энергопотребления и оптимизацией расходов.

Данная архитектура разработана с учётом простой и эффективной интеграции с многодиапазонными ВЧ схемами, например для совместной работы с однокристальным трансивером SMARTi (Seimens MultiAdvanced Radio Transceiver IC). Чипсет E-GOLD включает в себя две микросхемы обработки сигнала в основной полосе частот: одна из них представляет собой однокристальный микроконтроллер E-GOLD с DSP-процессором, а вторая — модуль аналоговых интерфейсов GSM (E-GAIM) и содержит АЦП и ЦАП для интерфейсов сигналов ВЧ и речевых сигналов. Микроконтроллер E-GOLD построен на статическом 16-битном процессорном ядре, имеет встроенный DSP-процессор и обеспечивает кодирование речевого сигнала в полноскоростном, полускоростном и расширенном полноскоростном режимах, а также работу двух- и трёхдиапазонных схем ВЧ. Кроме того, он поддерживает такие востребованные в настоящее время функции, как многоканальная передача данных, адаптивное многоскоростное кодирование речи (Adaptive Multi-Rate — AMR) и пакетная передача данных (GPRS).

11.7.3.Новая платформа для разработки — первый шаг в будущее

Компания Infineon Technologies предложила открытую платформу для разработки решений под требования заказчиков и стандартов сотовой связи, например таких, как UMTS (Universal Mobile Telecommunications System — универсальная система мобильной связи). Эта платформа базируется на высокопроизводительном DSP-процессор- ном ядре TriCore™, которое уже было отмечено наградами международных выставок.

Новая архитектура оптимизирована с целью упростить её интеграцию с компонентами Infineon, предназначенными для многодиапазонных схем ВЧ, например с однокристальным трансивером SMARTi.

С появлением этой уникальной полупроводниковой архитектуры пользователи получают более гибкий и производительный инструмент разработки. Что, в свою очередь, открывает путь к созданию в будущем новых мобильных мультимедиа-уст- ройств и сервисов.

11.7.4.Полнофункциональный GSM-модуль

Infineon Technoligies предлагает функционально полное решение для реализации двухдиапазонных (900/1800 МГц) оконечных устройств стандарта GSM. Это решение представляет собой интегрированные аппаратные средства, размещённые на чрезвычайно компактной, односторонней печатной плате, содержащей около 200 компонентов и требующей небольшого количества покупных материалов (Рис. 11.27). Программное обеспечение содержит набор протоколов физического, транспортного и сетевого уровней. Аппаратные средства модуля реализованы на базе самых последних разработок, пополнивших хорошо зарекомендовавшие себя семейства полупроводниковых компонентов Infineon. Они включают в себя монолитную интегральную микросхему обработки сигналов в основной полосе частот E-GOLD+, полностью интегрированную систему управления питанием E-Power, однокристальный ВЧ трансивер SMARTi+ и функционально полный PA-модуль (универсальный усилитель мощности).

собой одноканальный кодек. Вся необходимая коммутация источников и приёмников сигнала может быть осуществлена с помощью аналоговой коммутируемой сети.

Сигналы, представленные в цифровом виде, должны сжиматься при записи с помощью кодера, а при воспроизведении – восстанавливаться с помощью декодера. Далее, для реализации дистанционного запроса автоответчика, сигналы тонального вызова должны опознаваться DTMF-детекто- ром. Двухтональная многочастотная (DTMF) процедура кодирования сигнала состоит в том, что каждой цифре соответствует определённая комбинация пары звуковых частот. Момент окончания входящего сообщения определяет детектор CPT (Call in Progress Tone), который отслеживает появление на линии сигнала «занято». Для идентификации тональных сигналов модема и факса используется соответствующий тоновый детектор CNG (Call-iNG tones), чтобы вовремя отсечь их. Если в автоответчике предусмотрена функция переадресации сообщений, то его необходимо дополнить генератором сигналов тонального вызова (DTMF). Как правило, автоответчик содержит также часы реального времени (RTC). Наконец, автоответчик должен иметь соответствующий объём памяти для записи входящих голосовых сообщений. В том случае, если в автоответчике отсутствует дисплей, следует предусмотреть также возможность записи предварительно запрограммированных фраз-приветствий для синтезатора речи.

Базовая станция DECT поддерживает ряд так называемых функций комфорта, что требует решения дополнительных задач.

Так, для реализации режима громкой связи (hands-free) необходим второй кодек с соответствующими аналоговыми усилителями. Сама функция hands-free реализуется с помощью соответствующего алгоритма обработки сигналов. Кроме того, требуется детектировать и декодировать информацию, передаваемую от АТС к вызываемому абоненту. Эта функция (Caller IDentification — определение номера вызывающего абонента) одно время использовалась в США, а затем получила гораздо более широкое распространение в Европе и странах Юго-Вос- точной Азии. Для её реализации требуется CID-декодер. По сравнению со стандартными автоответчиками, базовая станция системы DECT может осуществлять различные типы соединений с источниками и приёмниками сигнала, которые требуют использования цифровой коммутационной сети. Административные функции (например, список абонентов телефонной сети) и наличие пользовательского интерфейса (дисплея, клавиатуры) также существенно увеличивают объём ресурсов, требуемых для работы DECT-станции.

11.8.3.Оптимизация стоимости автоответчиков за счёт использования чипсета SAM

Идеальным вариантом было бы оптимизированное по стоимости решение, подходящее для всех применений. Необходимый компромисс находится между несколько отличающимися вариантами, каждый из которых адаптирован под конкретное приложение, и одним универсальным решени-