用于SDH交叉连接的芯片

2006-05-07 15:50:16来源: 电子产品世界

    大容量无阻塞TU干线单元支路交叉连接器设计是实现SDH(同步数字结构)2.5G光传输高端设备的关键技术之一,也是体现设备性能的一个重要指标。由于TU支路交叉连接需要进行时分和空分交换,需要处理多种TU规格,并且交换颗粒度小,因此所需的电路规模比较大,成本相对很高。例如要实现一个1008×1008路的TU-12级交换矩阵,如果使用现有的规模为126×126路的商业芯片来拼接就需要几十块芯片,实现起来十分复杂。

    ITU-T(国际电信联盟)的SDH建议中的映射路线有两条主干,一条是北美路线,一条是欧洲路线。我国采用的是欧洲路线,主要电路接口是E1和E3/DS3,从满足市场实际需求,降低成本的出发点考虑,简化不使用的映射结构就可以显著降低电路规模,从而有可能实现单片超大规模的交换能力,这样可以大大降低SDH设备交换板的设计难度,降低成本,提高产品可靠度。

    RC7830是为完成SDH中TU交叉连接功能而设计的超大规模集成电路,单片实现了1008×1008 TU-12的无阻塞全交换功能,也可以交换TU-3和AU-4结构,并允许TU-12/TU-3/AU-4混合使用。为了适应SDH设备更大容量的交叉连接需求,RC7830又提供级联使用功能,不需要任何辅助器件就可以组成更大的交换矩阵,最多可实现48个STM(同步传输方式)-1中所有TU-12、TU-3、AU-4的无阻塞全交叉连接。

    子网连接保护倒换是SDH实现自愈的方法之一,也是最有效的保护策略,倒换时间要求不大于50ms。当线路(如STM-16传输线路)出现故障时将引起大量支路出现AIS告警,产生倒换请求,微处理器需要配置大量倒换数据,容易造成倒换时间超标。RC7830采取了交换控制双页面设置的方法,对应每一个通道,都有双页互为保护。微处理器事先将正常工作路由和保护路由写入RC7830,RC7830监视通道的AIS(告警指示信号)状态,一旦检测出AIS即时触发倒换,从而快速实现自动倒换功能,可以大大缩短倒换时间,提高设备性能。倒换后,保护页转换为工作页,直至下一次微处理器重新设置或检出AIS为止。

    另外,RC7830的主要服务对象是SDH的2.5G设备,当16个STM-1同时使用时可能会引起板间线数过密的问题,为此,RC7830设计有77MHz总线工作模式,外部接口的输入输出数据速率为77Mb/s,内部交换速率仍为38MHz,此时,每组总线的低2位引脚为有效引脚,其余不用的引脚可以悬空(芯片内对输入引脚已设计了上拉电阻)。

    RC7830也可以用在多光口的155M/622M系统中,当16组STM-1总线不必全部使用时,可关闭不用的总线,将工作功耗降至最低,此时被关闭总线的输出状态为三态。虽然RC7830的交叉连接容量大、功能多,但使用方便、灵活。外部可连接TUPP处理器PMC-Sierra的PM5362;交叉连接过程由本地处理器控制实现。处理器控制可以通过并行总线或8.192Mb/s SC串行总线两种方式实现。

    RC7830内部功能框图如图1所示。

主要接口

   
电信总线接口(Sdia I/F、Sdo I/F):

    RC7830提供38MHz和77MHz两种STM-1总线工作模式。在不同的总线工作模式下,STM-1输入输出数据总线速率不同。在38MHz模式下,每组总线为4bit半字节数据。当工作在77MHz时,每组总线的低两位引脚作为输入输出引脚。芯片内还可对每组输入数据总线进行BIP-8的软校验检查。不论是主动关闭的数据总线还是处于无效状态,不用的引脚都可以悬空。任何一个输出数据通道,对于TU-12、TU-3、AU-4都可以来自级联使用时的前一级芯片或本片的交换单元,或由用户插入人工码、输出AIS、设置为通道三态,具体方式由微处理器的软件控制。

    控制总线接口:

    RC7830的几乎所有功能都由微处理器的软件来控制并实现,考虑到当板上芯片较多、线密度较大时,为缓解布线难度,芯片在设计时不仅支持并行总线控制接口,而且支持串行总线控制接口。两个接口不可同时使用,由管脚ScoMp控制。

    微处理器并行总线接口(MP I/F):

    当引脚ScoMp为‘0’时有效。RC7830采用128个接口寄存器和基于二次地址的扩展寄存器结构,其中包括64个直接地址,64个二次地址。二次地址共有两种:特殊二次地址和普通二次地址。特殊二次地址对应的是控制信息,普通二次地址对应的是通道的交换信息。寻址哪一种二次地址由直接地址的第六个地址中的数据的高两bit来决定。

    8Mb/s串行控制总线接口(SC I/F):

    当管脚ScoMp为‘1’时有效。

    SC控制总线为8KHz帧频的8.192Mb/s信号,每帧为128个字节,对应128个接口寄存器,每帧可更新一遍芯片的接口寄存器。其接口应用如图2所示。

    SO开销状态总线(SO I/F):

    RC7830还设计了SO开销状态总线。若前端芯片可以完成对TU支路的AIS检测,则可通过SO开销状态总线直接将检测结果送至RC7830,触发保护倒换。该总线也是8KHz帧频同步的8.192Mb/s信号,与8Mb/s的SC串行控制总线共用帧头及时钟。只在单片使用时有效。

芯片级联使用方法

    RC7830具有4组输入扩展总线Sdib,可实现将多片RC7830级联使用,从而扩大芯片的交叉连接能力,用户可根据实际需要选择级联规模,比如2×2、3×3等,最大可实现4×4的级联。

    图3以2×2级联应用为例:

    级联应用时,每一列芯片完成12组输出Sdo总线的交换。任意一组Sdo总线的任意一个时隙都可以来自任意一组Sdia总线的任意一个时隙。

    RC7830交叉连接芯片可广泛用于国内SDH 2.5G/622M/155M传输系统中, 设计兼顾了大系统和小系统的使用特点,交换规模可以伸缩,保护倒换速度快,具有并行和串行MP接口。采用国内设计国外加工方式进行,目前产品已通过测试,并进入试用和批量生产阶段。

编辑: 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/designarticles/ledanddisplay/200605/3422.html
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