如何設(shè)計與實現(xiàn)基于MT9075數(shù)字中繼接口？

由于數(shù)字技術(shù)和計算機技術(shù)的發(fā)展，傳統(tǒng)的模擬交換機已經(jīng)被程控數(shù)字交換機所取代，數(shù)字中繼接口是數(shù)字交換機中不可或缺的部分。本文就是利用Mitel公司生產(chǎn)的MT9075芯片來實現(xiàn)數(shù)字中繼接口的功能。

1、MT9075芯片簡介[1]

MT9075是　Mitel　公司推出的一個可以產(chǎn)生并處理PCM30信號的器件，不僅合并了PCM30成幀器、線性接口部件(UU)和鏈路控制器，還具有時鐘同步、中斷控制、同步處理與差錯保護(hù)、CAS信令、CCS信令處理、信號回送等功能。通過MT9075提供的并行微處理器接口，主CPU可對其狀態(tài)字進(jìn)行讀寫控制和中斷接收處理，從而方便地實現(xiàn)對線路信令的控制和處理。用MT9075來實現(xiàn)數(shù)字中繼接口既可以減輕CPU的負(fù)擔(dān)，又可以簡化系統(tǒng)硬件和軟件的設(shè)計。

2、硬件電路設(shè)計

本文采用ARM芯片S3C44B0作為主控CPU，來完成對整個系統(tǒng)的控制;用MT8980作為數(shù)字交換網(wǎng)絡(luò)部分的核心器件;用MT9075作為數(shù)字中繼接口的核心器件。圖1為數(shù)字中繼接口的具體電路。電路設(shè)計是根據(jù)芯片要求設(shè)計必要的外圍電路，MT9075有3個主要端口：

1)線路接口，傳輸?shù)拇a流是2.048M　bit/s的雙極性HDB3碼，具有PCM30/32系統(tǒng)的幀結(jié)構(gòu)，用于連接PCM30/32基群線路。[2]　通過外接發(fā)送和接收兩變壓器與外部中繼線相連，其中，TX1、TX2為線路發(fā)送端，經(jīng)一阻抗匹配電路連接一個1：2的發(fā)送變壓器;RX1、RX2為線路接收端，經(jīng)一阻抗匹配電路連接一個1：1的接收變壓器。

2)ST—BUS接口，傳輸?shù)拇a流是2.048M　bit/s的單極性碼，碼流具有PCM30/32系統(tǒng)的幀結(jié)構(gòu)，其中DSTi連接數(shù)字交換芯片MT8980的輸出通道STO，DSTo連接MT8980的輸入通道STI。

3)處理機接口，A0～A5，DO～D7，CS，R/W　等。MT9075與處理機的接口可采用兩種接法：INT或MOT，這里采用INT接法。MT9075的地址線A0～A4、DO～D7直接與S3C44B0的相應(yīng)的地址線和數(shù)據(jù)線相連，作為S3C44B0的一個外部擴展器件占用一定的地址空間。S3C44B0通過片選信號NGCS5和/RD、/WR讀寫信號對MT9075進(jìn)行控制。[3]

此外，MT9075可以自動監(jiān)控各種同步狀態(tài)，比如位同步、基本幀同步、CRC-4多幀同步、遠(yuǎn)程多幀同步。無論這幾種同步中的任何一個出現(xiàn)丟失的情況，均無法完成正常通信，為使通信穩(wěn)定，本文中MT9075的20MHz定時信號以及系統(tǒng)時鐘C4b(4.096　MHz)和基本幀同步信號Fob(8kHz)由高穩(wěn)頻時鐘產(chǎn)生器直接給出，MT9075能夠利用內(nèi)部的數(shù)字鎖相環(huán)從這些信號中自動分頻產(chǎn)生64　kHz的內(nèi)部時鐘和2.048　MHz的位同步時鐘E2o。

圖1　MT9075　電路圖

3、軟件部分設(shè)計

軟件分別從對MT9075的讀寫控制、初始化處理以及數(shù)字中繼處理程序三方面進(jìn)行介紹。MT9075分配的地址是S3C44B0的NGCS5下的一部分地址，其基地址為0a000000，定義如下：

#define　　　　MT9075_Page　　　　　(*(volatile　unsigned　char　*)　0x0a000000)

其頁類的控制字的地址分別為0a000010～0a00001f，如Page　01H下Multiframe、National　Bit　Buffer　and　Data　Link　Selection　Word　和Mode　Selection　Control　Word地址分別為0a000010和0a000011，定義如下：

#define　　　MT9075_ADDR0　　　　(*(volatile　unsigned　char　*)　0x0a000010)

#define　　　MT9075_ADDR1　　　　(*(volatile　unsigned　char　*)　0x0a000011)

3.1　對MT9075的讀寫控制

對MT9075的讀寫控制主要分為2個步驟：第一步選擇要讀寫的控制字頁號，第二步對該頁內(nèi)的控制字進(jìn)行讀寫控制操作。如對MT9075進(jìn)行軟復(fù)位，代碼如下所示：

MT9075_Page　=　0x01;　　　//選擇Page　01H(Master　Control　1)

MT9075_ADDR1　=　0x20;　　//對Page　01H下的控制字Mode　Selection　Control　Word(11H)//進(jìn)行寫操作設(shè)置MT9075軟件復(fù)位，寫入控制字0x20

3.2　對MT9075的初始化處理

在系統(tǒng)上電的時候需要對MT9075進(jìn)行初始化處理，包括MT9075軟件復(fù)位、中斷處理、CAS模式選擇、阻抗工作方式設(shè)置、JA模式設(shè)置、DSTo輸出使能、傳輸信號設(shè)置等方面。

為使代碼簡潔，用一個函數(shù)代替了上面對MT9075讀寫控制的兩個步驟，函數(shù)如下：

Control_9075　(PageNo，　RegAddr，　Wdata)

{　　MT9075_Page　=　PageNo;

RegAddr　=　Wdata;　　　　　?。?/p>

對MT9075的初始化代碼如下：

Control_9075　(0x01，MT9075_Addr1，　0x20);

Control_9075　(0x01，MT9075_Addr11，　0xff);

Control_9075　(0x01，MT9075_Addr10，　0xc8);

Control_9075　(0x01，MT9075_Addr1，　0x82);

Control_9075　(0x01，MT9075_Addr15，　0x02);

Control_9075　(0x02，MT9075_Addr8，　0xa0);

Control_9075　(0x02，MT9075_Addr3，　0x04);

Control_9075　(0x01，MT9075_Addr10，　0x8c);

Control_9075　(0x01，MT9075_Addr2，　0x9f);

Control_9075　(0x05，MT9075_Addr1，　0xff);

Control_9075　(0x05，MT9075_Addr2，　0xff);

...　　...　　　　　　　　　　　　　　　　　　...　　...

Control_9075　(0x05，MT9075_Addr15，　0xff);

當(dāng)CPU需要發(fā)送話路的線路信令時，可以通過對Page　05H　(Transmit　Channel　Associated　Signalling　Page)的相關(guān)寄存器進(jìn)行操作。在初始化的最后是對Page　05H中的控制字進(jìn)行操作，向MT9075_Addr1到MT9075_Addr15中寫入ff，使得輸出通道DSTo在上電后輸出為高電平，在上面省略了向MT9075_Addr3到MT9075_Addr14中寫ff幾行代碼。

3.3　數(shù)字中繼處理程序

在實現(xiàn)過程中，信令部分是自己設(shè)計的一個簡單協(xié)議，不是標(biāo)準(zhǔn)的E1信令。信令在DSTo和DSTi的第16時隙中傳輸，同步信令在第0時隙中傳輸，主叫方的信令通過接口線傳輸?shù)竭_(dá)被叫中繼，存入被叫方MT9075的寄存器中，被叫方CPU通過讀取寄存器中的信令內(nèi)容來執(zhí)行相應(yīng)的操作，被叫方信令到達(dá)主叫方和這個過程相反。圖2為一用戶通過數(shù)字中繼呼叫另一用戶的示意圖。此圖假定被叫方不忙，若此過程中任一時刻被叫方忙，則發(fā)送被叫忙的信息給主叫方，讓主叫方關(guān)閉已開通道等待下次呼叫。圖3為數(shù)字中繼處理程序的基本流程圖。