基于MT9075數(shù)字中繼接口的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

摘要： MT9075是具有多功能、高集成度的數(shù)字接口芯片，本文給出了一種利用該芯片設(shè)計(jì)數(shù)字中繼接口的方案，分析了系統(tǒng)硬件和軟件的結(jié)構(gòu)。給出了MT9075與CPU和數(shù)字交換網(wǎng)絡(luò)的接口電路，并就如何通過(guò)軟件對(duì)MT9075進(jìn)行讀寫控制給出了詳細(xì)的描述。

關(guān)鍵詞： 數(shù)字中繼接口； MT9075； 讀寫控制

由于數(shù)字技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，傳統(tǒng)的模擬交換機(jī)已經(jīng)被程控?cái)?shù)字交換機(jī)所取代，數(shù)字中繼接口是數(shù)字交換機(jī)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(lái)實(shí)現(xiàn)數(shù)字中繼接口的功能。

1、MT9075芯片簡(jiǎn)介[1]

MT9075是 Mitel 公司推出的一個(gè)可以產(chǎn)生并處理PCM30信號(hào)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(shí)鐘同步、中斷控制、同步處理與差錯(cuò)保護(hù)、CAS信令、CCS信令處理、信號(hào)回送等功能。通過(guò)MT9075提供的并行微處理器接口，主CPU可對(duì)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(shí)現(xiàn)對(duì)線路信令的控制和處理。用MT9075來(lái)實(shí)現(xiàn)數(shù)字中繼接口既可以減輕CPU的負(fù)擔(dān)，又可以簡(jiǎn)化系統(tǒng)硬件和軟件的設(shè)計(jì)。

2、硬件電路設(shè)計(jì)

本文采用ARM芯片S3C44B0作為主控CPU，來(lái)完成對(duì)整個(gè)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(jì)是根據(jù)芯片要求設(shè)計(jì)必要的外圍電路，MT9075有3個(gè)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(guò)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(gè)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(gè)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(jī)接口，A0～A5，DO～D7，CS，R/W 等。MT9075與處理機(jī)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(gè)外部擴(kuò)展器件占用一定的地址空間。S3C44B0通過(guò)片選信號(hào)NGCS5和/RD、/WR讀寫信號(hào)對(duì)MT9075進(jìn)行控制。[3]

此外，MT9075可以自動(dòng)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(wú)論這幾種同步中的任何一個(gè)出現(xiàn)丟失的情況，均無(wú)法完成正常通信，為使通信穩(wěn)定，本文中MT9075的20MHz定時(shí)信號(hào)以及系統(tǒng)時(shí)鐘C4b(4.096 MHz)和基本幀同步信號(hào)Fob（8kHz）由高穩(wěn)頻時(shí)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(hào)中自動(dòng)分頻產(chǎn)生64 kHz的內(nèi)部時(shí)鐘和2.048 MHz的位同步時(shí)鐘E2o。

圖1 MT9075 電路圖

3、軟件部分設(shè)計(jì)

軟件分別從對(duì)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(yè)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(duì)MT9075的讀寫控制

對(duì)MT9075的讀寫控制主要分為2個(gè)步驟：第一步選擇要讀寫的控制字頁(yè)號(hào)，第二步對(duì)該頁(yè)內(nèi)的控制字進(jìn)行讀寫控制操作。如對(duì)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(duì)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(duì)MT9075的初始化處理

在系統(tǒng)上電的時(shí)候需要對(duì)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(hào)設(shè)置等方面。

為使代碼簡(jiǎn)潔，用一個(gè)函數(shù)代替了上面對(duì)MT9075讀寫控制的兩個(gè)步驟，函數(shù)如下：

Control_9075 (PageNo, RegAddr, Wdata)

{ MT9075_Page = PageNo;

RegAddr = Wdata; }

對(duì)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(shí)，可以通過(guò)對(duì)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(duì)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(shí)現(xiàn)過(guò)程中，信令部分是自己設(shè)計(jì)的一個(gè)簡(jiǎn)單協(xié)議，不是標(biāo)準(zhǔn)的E1信令。信令在DSTo和DSTi的第16時(shí)隙中傳輸，同步信令在第0時(shí)隙中傳輸，主叫方的信令通過(guò)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(guò)讀取寄存器中的信令內(nèi)容來(lái)執(zhí)行相應(yīng)的操作，被叫方信令到達(dá)主叫方和這個(gè)過(guò)程相反。圖2為一用戶通過(guò)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(guò)程中任一時(shí)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。

圖2 數(shù)字中繼呼叫示意圖

4、結(jié)束語(yǔ)

應(yīng)用以上方案設(shè)計(jì)的數(shù)字中繼續(xù)接口電路的硬件軟件都已調(diào)試通過(guò)，工作穩(wěn)定，能夠滿足用戶的正常使用。用單片MT9075可以同時(shí)實(shí)現(xiàn)30對(duì)用戶的交換工作，考慮到用戶不在同時(shí)通話，即可以非常方便的實(shí)現(xiàn)更多用戶的交換工作。

圖3 數(shù)字中繼處理程序基本流程圖

參考文獻(xiàn)：

[1]MT9075B E1 single Chip Transceiver Preliminary Informat1on, 1999

[2]姚仲敏．MT9075B及其在通信中的應(yīng)用．哈爾濱工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)第36卷第7期，2004（7）．988．

[3] 寇向暉，陳利學(xué)，田家林. 基于S3C44B0X＋μcLinux 的嵌入式以太網(wǎng)設(shè)計(jì)與分析.微計(jì)算機(jī)信息，2005，12-2；53-54