5.4.3. Функциональное описание микросхемы циклового формирователя
МТ9079 - это цикловый формирователь (ЦФ) потока данных 2048 кбит/с формата Е1, разработанный для канальных линейных интерфейсов.
МТ9079 обладает следующими характеристиками :
соответствует рекомендациям МСЭ-Т G.703, G.706, G.732, G.775, G.796 и I.431;
отвечает требованиям ETSI ETS 300 011;
поддерживает HDB3, RZ, NRZ и биполярный NRZ;
обеспечивает доступ к национальным битам через буферы объемом 5 байт каждый;
обеспечивает образование шлейфов;
имеет возможность управления через ST-BUS, параллельный или последовательный порты;
автоматическое определение использования процедуры CRC-4 ;
мониторинг функционирования, аварийных состояний и вставки ошибок;
система маскируемых прерываний для аварий, приема сигнала CAS и переполнения счетчиков .
Данная микросхема может применяться узлах ISDN основных скоростей, кросс-коннекторах, add/drop - мультиплексорах и диагностическом оборудовании.
Структурная схема МТ9079 приведена на Рис 5.2.
ЦФ состоит из следующих блоков : интерфейс данных, приемопередающий цикловый мультиплексор/демультиплексор, буфер данных управления, буфер национальных битов, 16-байтовый приемный буфер, 16-байтовый передающий буфер, интерфейс управления, буфер сигнала ABCD, генератор тестовых последовательностей, 2-цикловый эластичный буфер с управлением проскальзыванием, блок контроля, фазовый детектор, блок синхронизации и линейный интерфейс стыка Е1.
Поток данных с шины ST-BUS поступает в интерфейс данных и далее в , приемопередающий цикловый мультиплексор/демультиплексор, где и происходит формирование цикла соответствующего Рек. G.704 МСЭ-Т, а затем через линейный интерфейс передается в линию. В другом направлении данные принимаются из линии в линейный интерфейс. Далее через эластичный буфер в мультиплексор/демультиплексор, где происходит распознавание циклового и сверхциклового синхросигналов, сигналов AIS, ALARM и преобразование сигналов управления и взаимодействия в формат ST-BUS.
Буфер данных предназначен для временного хранения национальных битов при использовании их для передачи данных. Буфер национальных битов служит для накопления передаваемых национальных битов. 16-байтовые приемный и передающий буферы выполняют буферирование данных, передаваемых по линиям управления. Блок управления осуществляет мониторинг функционирования и отслеживает аварийные состояния. Эластичный буфер обеспечивает выравнивание скоростей передачи. Когда бит управления RDLY=0, ЦФ имеет 2-цикловый эластичный буфер на приеме. Когда бит управления RDLY=1, эластичный буфер функционирует, как одноцикловый и функция управления скольжением отключена. При этом есть возможность управления приемом через задержку. Когда бит управления RDLY=0, эластичный буфер может переполняться или обнуляться. Эти состояния индицируют статус-биты RSLPO и RSLIP.
Цикловая синхронизация. МТ9079 поддерживает три цикловых алгоритма. Это формирование цикла, сверхцикла и CRC-4 синхросигнала. При потере циклового синхронизма начинается поиск шаблона FAS = «С10110011» в принимаемом сигнале. После того, как найден FAS, просматривается следующий за ним NFAS = «Х 1 А Sa4Sa5Sa6Sa7Sa8». Если второй бит в нем равен «0», то поиск FAS продолжается. . Если второй бит в нем равен «1» и следующий FAS правильный, то декларируется нахождение синхронизма. Для сверхциклового синхронизма достаточно, чтобы один раз был найден МFAS = «0000». Флаг потери сверхциклового синхронизма выставляется, если было потеряно два последовательных МFAS.
Доступ к внутренним регистрам и управление. Управление ЦФ может быть реализовано тремя путями : аппаратный контроль, управление через последовательный или параллельный интерфейс. Последовательный порт содержит следующие линии : RxD - принимаемые данные, SCLK - линия синхронизации, SIO - последовательный ввод/вывод данных, IRQ - запрос на прерывание, CS - «выбор кристалла». Этот порт автоматически настраивается на микроконтроллеры фирм Intel, Motorola, National Microcontrollers. Может работать как в синхронном, так и асинхронном режимах. Взаимодействие между ЦФ и микроконтроллером по последовательному порту - двухбайтовая операция. Формат передаваемых данных приведен на Рис 5.3.
Рис 5.3. Формат данных, передаваемых по шине управления
В первом байте обращения к ЦФ содержится сигнал записи/чтения, бит информации о последующем байте и адрес регистра. Если бит А4 = 0, то в следующем байте последует адрес новой страницы, если А4 = 1 - данные по адресу, содержащемуся в первом байте.
Сброс. Сброс системы может быть произведен как аппаратно, через вход RESET, так и программно, через бит RST (регистр 11Н страницы 1). Когда устройство выходит из состояния сброса и начинает функционировать, по умолчанию устанавливаются следующие функции :
выбор порта - определяется состоянием пинов S/!P ST/!SC.
режим работы - оконечный
шлейфы - неактивны
передаваемый FAS - «С10110011»
передаваемый NFAS = «Х 1 А Sa4Sa5Sa6Sa7Sa8»
CRC процедура - активна
вставка/детектирование шаблонов - неактивна
прерывания - замаскированы, за исключением Interrupt Mask Word Zero
Шлейфы. ЦФ обеспечивает образование шлейфов 5 видов : цифровой, дальний, ST-BUS, нагрузочный и двойной.
МТ9079 имеет 6 счетчиков ошибок, которые могут быть использованы для функций тестирования, а также для определения качества передачи данных по линии связи в т.н. теневом режиме, т.е. во время работы системы.
Аварийные состояния. МТ9079 определяет и передает следующие аварийные состояния : удаленная индикация аварии ALM (2 бит в NFAS), общий сигнал аварии AIS («все1»), авария по 16 каналу - «все1» в 16 КИ, дополнительный шаблон «010101...»512 бит, потеря сигнала Loss of Signal - отсутствие 255 последовательных импульсов, сигнал аварии по сврхцикловому синхросигналу.
Прерывания. МТ9079 имеет расширенную систему маскируемых прерываний. Все типы прерываний подразделяются на 8 категорий по причинам, вызвавшим их. Каждому типу прерывания соответствует свой вектор прерывания. При возникновении незамаскированного прерывания выход !IRQ устанавливается в «0», на странице 4 по адресу 12Н выставляется вектор прерывания. После прочтения вектора процессором прерывание автоматически обнуляется.
Таблица векторов прерываний Табл. 5.4.
|
Группа прерываний и вектор |
Описание |
|
Синхронизация 10000000 |
!SYNI - потеря синхронизации MFSYI - потеря сверхцикловой синхронизации CSYNI - потеря CRC-4 синхронизации RFALI -удаленная авария по CRC-4 YI - удаленная авария по сверхцикловой синхронизации |
|
Аварии 01000000 |
!RAII - индикация удаленной аварии !AISI - сигнал аварии от удаленного конца ! AIS16I - AISI по 16 КИ !LOSI - потеря сигнала AUXPI - дополнительный шаблон |
|
Индикация счетчиков 00100000 |
EBI - ошибка приема Е - бита CRCI - ошибка CRC-4 CEFI - последовательность сбойных FAS !FERI - ошибка в FAS BPVI - ошибка нарушения чередования RCRI - ошибка индикации аварии BERI - битовые ошибки |
|
Переполнение счетчиков 00010000
|
EBO - ошибка приема Е - бита CEFI - последовательность сбойных FAS CRCO - ошибка FERO - ошибка в FAS !BPVO - ошибка нарушения чередования RCRO - ошибка индикации аварии BERO - битовые ошибки |
|
Таймер 00001000 |
1SECI - секундный таймер CALNI - ошибка CRC-4 |
|
Проскальзывания 00000100 |
!SLPI - принято проскальзывание |
|
Производительность 00000010 |
STOP - остановка накопления данных START - запуск накопления данных DATA - потеря данных |
|
Сигнализация 00000001 |
SIGI - смена принимаемых сигнальных битов |
Регистры управления. МТ9079 содержит 16 страниц памяти по 16 восьмиразрядных регистров. Регистры делятся на основные группы : регистры управляющих слов (1,2 стр.), регистры слов состояния (3,4 стр.), регистры передаваемых сигнальных каналов (5,6 стр.), регистры принимаемых сигнальных каналов, управляющие слова тайм-слотов (7,8 стр.), передающий циклический буфер N 0,1 (стр. 9,А), приемный циклический буфер N 0,1 (стр. В,С), буферы передаваемых национальных битов с 0 по 4 (стр. D), буферы принимаемых национальных битов с 0 по 4 (стр. Е).
Регистр цикла и буфера национальных битов управляет цикловой синхронизацией и передачей данных в национальных битах.
Регистр цикла и буфера национальных битов Табл. 5.5.
|
Бит |
Обозначение |
Функциональное описание |
|
7 |
ASEL |
Критерий установления AIS ( «0» -менее 3 нулей за два цикла - 512 бит, «1» -менее 3 нулей за два двойных цикла по 512 бит,) |
|
6 |
MFSEL |
Выбор синхросигнала сверхцикла ( «0» - сигнальный, «1» - CRC-4 ) |
|
5 |
NBTB |
Буфер передаваемых национальных битов ( «0» - NFAS сигнал извлекается из буфера национальных битов, «1» - из регистра 12H стр.1 ) |
|
4..0 |
SA4..SA8 |
Выбор национальных, битов используемых для 4 кбит/с |
Регистр режима и регистр управления национальными битами определяют использование цикловых процедур.
Регистр режима Табл. 5.6.
|
Бит |
Обозначение |
Функциональное описание |
|
7 |
TIU0 |
Бит, зарезервированный для международного использования, передается в 0 позиции циклового синхросигнала, если CRC-4 процедура отключена. |
|
6 |
CRCM |
Модификация CRC-4. ( «1» - активизация модификации CRC-4 в прозрачном режиме работы, «0» - нет) |
|
5 |
RST |
Программный сброс |
|
4 |
!ARAI |
Автоматический режим передачи сигнала удаленной аварии ( «извещение» ) |
|
3 |
!AUTI |
Автоматическая работа с Y-битами. ( «1» - Y-бит будет использоваться для сообщения на удаленный конец о наличии/отсутствии циклового синхронизма, «0» - нет) |
|
2 |
MODE |
Режим передачи. ( «1» - прозрачный , «0» - детерминированный ) |
|
1 |
!CSYN |
CRC-4 синхронизация. ( «0» - включена обычная CRC-4 процедура , «1» - вместо CRC-4 битов будут передаваться биты TIU0 либо TIU1 ) |
|
0 |
!AUTC |
Автоматический режим CRC. ( «0» - включен, «1» - откл. ) |
Регистр управления национальными битами Табл. 5.7.
|
Бит |
Обозначение |
Функциональное описание |
|
7 |
TIU1 |
Бит, зарезервированный для международного использования, передается в 1 позиции сигнала NFAS, если CRC-4 процедура отключена. |
|
6 |
- |
не используется |
|
5 |
TALM |
Передача сигнала аварии на 3 позиции сигнала NFAS( «1» - авария, «1» - нормальный режим ) |
|
4..0 |
TNU4..8 |
Установка значений передаваемых национальных битов |
Тип кода и команды на образование шлейфов задаются в регистре кода и шлейфов.
Регистр кода и шлейфов Табл. 5.8.
|
Бит |
Обозначение |
Функциональное описание |
|
7,6 |
COD1-0 |
00 - RZ 01 - NRZ 10 - NRZB 11 - не используется |
|
5 |
!HDB3 |
Тип кодирования передаваемого сигнала «0» - HDB3, «1» - AMI |
|
4 |
MFRF |
Сброс сверхцикловой синхронизации и запуск процедуры поиска |
|
3 |
DLBK |
Цифровой шлейф ( «1» - включен, «0» - откл. ) |
|
2 |
RLBK |
Удаленный шлейф ( «1» - включен, «0» - откл. ) |
|
1 |
SLBK |
ST-BUS шлейф ( «1» - включен, «0» - откл. ) |
|
0 |
PLBK |
Двойной шлейф ( «0» - включен, «1» - откл. ) |
Управление аварийной сигнализацией осуществляется через регистр управления передачей сигналов аварии.
Регистр управления передачей сигналов аварии Табл. 5.9.
|
Бит |
Обозначение |
Функциональное описание |
|
7 |
TAIS |
Передача сигнала индикация аварии. «1» - сигнал «все1» передается во всех КИ, за исключением 0 и 16. |
|
6 |
TAIS0 |
«1» - Передача сигнала «все1» в 0 КИ |
|
5 |
TAIS16 |
«1» - Передача сигнала «все1» в 16 КИ |
|
4 |
TE |
Передача Е-бита. ( Если бит = «0» и CRC-4 синхронизация потеряна, то передаваемые Е-биты «0» . ) |
|
3 |
REFRM |
Сброс цикловой синхронизации и запуск процедуры поиска циклового синхронизма. |
|
2 |
8KSEL |
Синхронизация тактовой частоты с синхросигналом, восстановленным из входного сигнала ( «1» - вывод на пин Е8Ко) |
|
1 |
CIWA |
Вставка шаблонов в передаваемый сигнал. ( «0» - включен, «1» - откл. ) |
|
0 |
CDWA |
Детектирование шаблонов в принимаемом сигнале. ( «0» - включен, «1» - откл. ) |
Как уже было отмечено выше, все прерывания могут быть замаскированы. Маскирование производится путем записи в соответствующий разряд регистра маски прерываний «1».
Регистр маски прерываний Табл. 5.10.
|
Бит |
Обозначение |
Функциональное описание |
|
7 |
!SYNI |
Прерывание синхронизации. Устанавливается в случае потери циклового синхронизма. «1» - прерывание замаскировано. |
|
6 |
RAII |
Индикация аварии на удаленный конец. «1» - прерывание замаскировано. |
|
5 |
!AISI |
Сигнал AIS. «1» - прерывание замаскировано. |
|
4 |
!AIS16I |
Сигнал AIS по 16 КИ. «1» - прерывание замаскировано. |
|
3 |
LOSI |
Потеря сигнала . «1» - прерывание замаскировано. |
|
2 |
!FERI |
Ошибка в цикловом синхросигнале. «1» - прерывание замаскировано. |
|
1 |
!BPVO |
Ошибка нарушений чередования полярности. «1» - прерывание замаскировано. |
|
0 |
!SLPI |
Проскальзывания «1» - прерывание замаскировано. |