DS3144成幀器與DS3154線路接口單元(LIU)的連接

DS3144在一塊硅片上集成了四個(gè)獨(dú)立的DS3/E3成幀器，包括在四路單獨(dú)的DS3或E3信道產(chǎn)生幀并對(duì)其進(jìn)行格式化所必需的全部電路。器件中的每一個(gè)成幀器都是獨(dú)立配置，支持具有告警檢測(cè)與生成功能的M23 DS3、DS3 C位奇偶或G.751幀格式。DS3144可以不使用粘合邏輯與各種LIU、微處理器總線和其他系統(tǒng)元件連接。連接到LIU的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)可以是二進(jìn)制(NRZ)或雙極性(POS/NEG)數(shù)據(jù)，并提供內(nèi)部B3ZS/HDB3編碼器和解碼器。DS3154四LIU提供在物理層與DS3、E3或STS-1線路接口的必要功能。每一個(gè)LIU有一個(gè)獨(dú)立的接收和發(fā)送通道以及一個(gè)內(nèi)置的抖動(dòng)衰減器。DS3154的每一個(gè)端口獨(dú)立配置。DS3154可以采用硬件配置或CPU總線配置。

本應(yīng)用筆記也適用于下面的Maxim成幀器和Maxim LIU：

DS3144接收成幀器LIU接口引腳

接收正數(shù)據(jù)輸入/接收NRZ數(shù)據(jù)輸入(RPOS/RNRZ)：如果MC1寄存器中的BIN = 0，LIU接口處于雙極性模式(POS/NEG)。這種模式下，AMI格式的串行數(shù)據(jù)流隨時(shí)鐘輸入成幀器。外部LIU 的RPOS = 1表示線上接收到正脈沖，LIU的RNEG = 1表示線上接收到負(fù)脈沖。如果BIN = 1，成幀器處于二進(jìn)制(NRZ) LIU接口模式。在這種模式下，成幀器在RNRZ引腳隨時(shí)鐘輸入二進(jìn)制格式的串行數(shù)據(jù)。RNRZ = 1表示數(shù)據(jù)流中的一個(gè)1，RNRZ = 0表示數(shù)據(jù)流中的一個(gè)0。

接收負(fù)數(shù)據(jù)輸入/接收線路代碼違反輸入(RNEG/RLCV)：如果MC1寄存器中的BIN = 0，LIU接口處于雙極性模式(POS/NEG)。這種模式下，成幀器隨時(shí)鐘輸入交替符號(hào)反轉(zhuǎn)(AMI)格式的串行數(shù)據(jù)流。外部LIU的RPOS = 1表示線上接收到正脈沖，LIU上的RNEG = 1表示線上接收到一個(gè)負(fù)脈沖。如果BIN = 1，成幀器處于二進(jìn)制(NRZ) LIU接口模式。在這種模式下，成幀器在RNRZ引腳隨時(shí)鐘輸入二進(jìn)制格式的串行數(shù)據(jù)流，在RLCV引腳輸入線路代碼違反。

接收時(shí)鐘輸入(RCLK)：RCLK用來將數(shù)據(jù)從RPOS/RNEG (雙極性LIU接口模式)或RNRZ (二進(jìn)制LIU接口模式)送入接收成幀器。如果MC5寄存器中的RCLKI = 0，數(shù)據(jù)在RCLK的上升沿進(jìn)入成幀器。如果RCLKI = 1，數(shù)據(jù)在RCLK的下降沿進(jìn)入成幀器。從LIU得到的RCLK通常具有±20ppm以內(nèi)的精確度，但是成幀器也能在RCLK上接收高達(dá)52MHz的間隙時(shí)鐘，比如從那些將DS3和E3映射至SONET/SDH或從中反映射的IC中得到的時(shí)鐘。

DS3144發(fā)送格式化LIU接口引腳

發(fā)送正數(shù)據(jù)輸出/發(fā)送NRZ數(shù)據(jù)輸出(TPOS/TNRZ)：如果MC1寄存器的BIN = 0，LIU接口處于雙極性(POS/NEG)模式。在這種模式下，發(fā)送格式化器以AMI格式輸出串行數(shù)據(jù)流。TPOS = 1告訴外部LIU要在線上驅(qū)動(dòng)一個(gè)正脈沖，TNEG = 1告訴LIU在線上驅(qū)動(dòng)一個(gè)負(fù)脈沖。如果BIN = １，LIU接口處于二進(jìn)制(NRZ)模式。在這種模式下，發(fā)送格式化器在TNRZ引腳上以二進(jìn)制格式輸出串行數(shù)據(jù)流。TNRZ = 1表示數(shù)據(jù)流中的一個(gè)1，TNRZ = 0表示0。

發(fā)送負(fù)數(shù)據(jù)輸出(TNEG)：如果MC1寄存器中的BIN = 0，LIU接口處于雙極性(POS/NEG)模式。這種模式下，發(fā)送格式化器以AMI格式輸出串行數(shù)據(jù)流。TPOS = 1告訴外部LIU在線上驅(qū)動(dòng)一個(gè)正脈沖，TNEG = 1告訴LIU在線上驅(qū)動(dòng)一個(gè)負(fù)脈沖。如果BIN = 1，LIU接口處于二進(jìn)制(NRZ)模式。這種模式下，發(fā)送格式化器在TNRZ引腳上以二進(jìn)制格式輸出串行數(shù)據(jù)流，并且TNEG被置低。

發(fā)送時(shí)鐘輸出(TCLK)：TCLK用于發(fā)送成幀器從TPOS/TNEG (雙極性LIU接口模式)或TNRZ (二進(jìn)制LIU接口模式)輸出時(shí)鐘數(shù)據(jù)。如果MC5寄存器的TCLKI = 0，數(shù)據(jù)在TCLK的上升沿送出格式化器。如果TCLKI = 1，數(shù)據(jù)在TCLK下降沿輸出。TCLK通常TICLK的緩沖輸出(可選擇反相)。當(dāng)線路環(huán)回或載荷環(huán)回激活時(shí)，TCLK是RCLK的緩沖輸出(可選擇反相)。當(dāng)TICLK上沒有時(shí)鐘信號(hào)并且MC1：LOTCMC=1時(shí)，TCLK是RCLK緩沖輸出(可選擇反相)。

DS3154接收-LIU成幀器接口引腳

接收器正AMI/接收器數(shù)據(jù)(RPOS/RDAT)：當(dāng)接收器被配置為雙極性接口時(shí)(RBIN = 0)，每次接收到正AMI脈沖RPOS都為高脈沖。當(dāng)接收器配置為二進(jìn)制接口時(shí)(RBIN = 1)，RDAT輸出解碼二進(jìn)制數(shù)據(jù)。RPOS/RDAT在RCLK的下降沿(RCINV = 0)或RCLK的上升沿(RCINV = 1)刷新。

接收器負(fù)AMI/線路代碼違反(RNEG/RLCV)：當(dāng)接收器被配置為雙極性接口時(shí)(RBIN = 0)，每次接收到負(fù)AMI脈沖RNEG都為高脈沖。當(dāng)接收器配置為二進(jìn)制接口時(shí)(RBIN = 1)，RLCV產(chǎn)生高脈沖表示代碼違反。RNEG/RLCV在RCLK的下降沿(RCINV = 0)或在RCLK的上升沿(RCINV = 1)刷新。

接收器時(shí)鐘(RCLK)：恢復(fù)的時(shí)鐘在RCLK引腳輸出。恢復(fù)的數(shù)據(jù)在RCLK的下降沿(RCINV = 0)或RCLK的上升沿(RCINV = 1)從RPOS/RDAT和RNEG/RLCV引腳輸出。信號(hào)丟失期間(RLOS = 0)，RCLK輸出信號(hào)從LIU主時(shí)鐘獲得。

DS3154傳送-LIU成幀器接口引腳

發(fā)送器正AMI/發(fā)送器數(shù)據(jù)(TPOS/TDAT)：當(dāng)發(fā)送器配置為雙極性接口時(shí)(TBIN = 0)，TPOS為高時(shí)線上發(fā)送正脈沖。發(fā)送器配置為二進(jìn)制接口時(shí)(TBIN = 1)，TDAT上的數(shù)據(jù)經(jīng)過B3ZS或HDB3編碼后發(fā)送。TPOS/TDAT在TCLK的上升沿(TCINV = 0)或TCLK的下降沿(TCINV = 1)采樣。

發(fā)送器器負(fù)AMI (TNEG)：當(dāng)發(fā)送器配置為雙極性接口時(shí)(TBIN = 0)，TNEG為高時(shí)在線上傳送負(fù)脈沖。當(dāng)發(fā)送器配置為二進(jìn)制接口時(shí)(TBIN = 1)，TNEG被忽略并置高或置低。TNEG在TCLK的上升沿(TCINV = 0)或TCLK的下降沿(TCINV = 1)采樣。

發(fā)送器時(shí)鐘(TCLK)：DS3 (44.736MHz _20ppm)、E3 (34.368MHz _20ppm)或STS-1 (51.840MHz _20ppm)時(shí)鐘作用在該信號(hào)。要發(fā)送的數(shù)據(jù)在TCLK上升沿(TCINV = 0)或TCLK下降沿(TCINV = 1)從TPOS/TDAT和TNEG引腳移入器件。

接口所需的DS3144與DS3154寄存器:

表1所示為對(duì)應(yīng)于最高級(jí)別配置、控制以及包括復(fù)位、時(shí)鐘、引腳控制和線路接口功能在內(nèi)的每一個(gè)成幀器狀態(tài)的DS3144寄存器。

表1. DS3144線路接口寄存器映射

注：有下劃線的位是只讀位。標(biāo)有N/A的位是未定義位。未定義位是為將來功能升級(jí)保留的，必須寫為邏輯 0并且在讀取的時(shí)候忽略。

表2所示為DS3144 DS3/E3成幀器寄存器。在此寄存器地址映射中，帶下劃線的位是只讀位。標(biāo)有N/A的位是未定義位。未定義位是為將來功能升級(jí)保留的，必須寫為邏輯 0并在讀取的時(shí)候忽略。

表2中的寄存器對(duì)應(yīng)于最高級(jí)配置、控制以及DS3和E3模式下的每一個(gè)成幀器的狀態(tài)。

表2. DS3144 DS3/E3成幀器寄存器映射

DS3154可以工作在硬件模式或者CPU總線模式。

在硬件模式下，將輸入引腳置為高或低就可以進(jìn)行所有配置。所有的狀態(tài)信息在狀態(tài)輸出引腳得以體現(xiàn)。硬件模式下內(nèi)部寄存器不可訪問。HW引腳被拉高時(shí)(HW = 1)器件配置為硬件模式。

在CPU總線模式下，大多數(shù)硬件模式下的配置引腳和狀態(tài)引腳被重新分配成地址、數(shù)據(jù)和控制線，它們與8位微處理器總線接口。HW引腳置低(HW = 0)時(shí)器件配置為CPU總線模式。

除了HW引腳外，硬件模式下的配置引腳和狀態(tài)引腳在CPU總線模式下都有相應(yīng)的寄存器位。硬件模式引腳和CPU總線模式寄存器位有相同的名稱和功能，不同的是所有寄存器位都是高有效。表3為DS3154的寄存器映射，可以用來與DS3144進(jìn)行接口連接。

表3. DS3154的寄存器映射

在成幀器和LIU之間實(shí)現(xiàn)接口

DS3144器件總是開啟上電復(fù)位功能。復(fù)位之后，除了RDATH和TUA1被設(shè)置位1外，所有的讀/寫控制寄存器位都被復(fù)位至0。有關(guān)器件復(fù)位的工作細(xì)節(jié)可以從DS3144數(shù)據(jù)資料中獲得。器件復(fù)位以后，DS3144需要配置為DS3或E3。任何模式下，MC1寄存器中的TUA1位和MC4寄存器中的RDATH位必須清零。復(fù)位時(shí)這些位被置為1以便在發(fā)送LIU接口(TPOS/TNEG)和接收系統(tǒng)接口(RDAT)產(chǎn)生未成幀的全1 (E3 AIS)信號(hào)。

復(fù)位之后，缺省的DS3144 LIU接口格式為帶有B3ZS/HDB3編、解碼的雙極性(POS/NEG)格式。為了將復(fù)位之后的成幀器工作格式改為不帶B3ZS/HDB3編、解碼的二進(jìn)制(NRZ)格式(編、解碼在成幀器中關(guān)閉，但在LIU中應(yīng)開啟)，MC1寄存器中的BIN位需要設(shè)置為1。

成幀器接口格式與DS3154 B3ZS/HDB3解碼器

數(shù)據(jù)可以以二進(jìn)制或雙極性格式輸出。為了選擇雙極性接口格式，RBIN引腳需要在硬件模式下置低。在CPU總線模式下，RBIN配置位需要清零。

在雙極性格式下，B3ZS/HDB3解碼器被關(guān)閉，恢復(fù)的數(shù)據(jù)經(jīng)過緩存在RPOS和RNEG輸出。RPOS = 1時(shí)表示接收到正極性脈沖，RNEG = 1時(shí)表示接收到負(fù)極性脈沖。

在雙極性接口格式下，接收器簡(jiǎn)單的讓接收數(shù)據(jù)通過而不進(jìn)行BPV或EXZ檢查。為了選擇二進(jìn)制接口格式，RBIN引腳應(yīng)該在硬件模式下置高。在CPU總線模式下，RBIN配置位需置1。

在二進(jìn)制格式下，B3ZS/HBD3解碼器開啟，對(duì)恢復(fù)數(shù)據(jù)進(jìn)行解碼，并在RDAT引腳以二進(jìn)制數(shù)輸出。RLCV引腳可以標(biāo)記出代碼違反。

為了支持與各種相鄰元件的接口，RCLK的極性可以反轉(zhuǎn)。通常，數(shù)據(jù)在RCLK的下降沿從RPOS/RDAT和RNEG/RLCV引腳輸出。為了在RCLK的上升沿從這些引腳輸出數(shù)據(jù)，RCINV引腳需要在硬件模式下置高，或者在CPU總線模式下將RCINV配置位設(shè)置為1。

RCLK、RPOS/RDAT和RNEG/RLCV引腳具有三態(tài)模式，支持保護(hù)開關(guān)和冗余LIU應(yīng)用。這種三態(tài)性能支持兩個(gè)或更多個(gè)LIU線或在一起，由系統(tǒng)處理器選擇其中一個(gè)為有效工作。為了使RCLK、RPOS/RDAT和RNEG/RLCV成為三態(tài)，將RTS引腳置高或RTS配置位置1。圖1所示為Maxim成幀器DS3144與Maxim LIU DS3154的功能框圖。

圖1. 成幀器和LIU的功能框圖

審核編輯：郭婷