SDH中中E1接口分接复用器接口分接复用器VHDL设计及设计及FPGA实现实现
摘 要: 介绍了SDH系统中的接口电路--数字分接复用器的VHDL设计及FPGA实现。该分接复用器电路用纯数字
同步方式实现,可完成SDH系统接口电路中7路(可扩展为N路)E1数据流的分接和复用。该设计显示了用高级硬
件描述语言VHDL及状态转移图作为输入法的新型电路设计方法的优越性。关键词: 分接复用器、状态转移
图、VHDL FPGA 为扩大数字通信系统的传输容量,信道上的信号都是在发送端分接,在接收端复接。在通信
接口电路中能完成这一功能的电路就叫作分接复用器。该分接复用器提供了标准的E1接口可供SDH系统方便使
用。在点到点通信时,采用该分接复用器可以使系统速率提高到N(N为1、
摘 要: 介绍了SDH系统中的接口电路--数字分接复用器的VHDL设计及
FPGA实现。该分接复用器电路用纯数字同步方式实现,可完成SDH系
统接口电路中7路(可扩展为N路)E1数据流的分接和复用。该设计显示了
用高级硬件描述语言VHDL及状态转移图作为输入法的新型电路设计方
法的优越性。
关键词: 分接复用器、状态转移图、VHDL FPGA
为扩大数字通信系统的传输容量,信道上的信号都是在发送端分接,在
接收端复接。在通信接口电路中能完成这一功能的电路就叫作分接复用
器。
该分接复用器提供了标准的E1接口可供SDH系统方便使用。在点到点
通信时,采用该分接复用器可以使系统速率提高到N(N为1、2、3等)倍
E1速率以上。当用户需求速率超过E1速率但又达不到34.368Mbps的
VC-3速率时,一个好的方法就是采用E1分接复用器接口电路。比如以
太网通信需要10Mbps的速率时,采用该分接复用器,取N=7就可实
现通信要求。
针对目前国内SDH系统中还没有一个专门的E1分接复用芯片,本文介
绍一种用高级硬件描述语言VHDL 及状态转移图完成该分接复用器的设
计的新型设计方法及其FPGA实现。并给出了用XiliNx FouNdatioN
tools EDA软件设计的电路仿真波形及SpartaN XCS30XL完成FPGA实
现的结果。
1 数字分接复用器结构原理
本数字分接复用器的功能是:在发送端把12Mbps经过编码的有帧结构
的EtherNet以太网码流分接为7路标准E1接口速率数据流,SDH设备再
把这7路数据映射到155Mbps的速率上去并通过光纤传输到下一个SDH
设备;在接收端由SDH设备从155Mbps的数据流中取出7路标准E1速
率数据正确恢复为原来的12Mbps的EtherNet以太网码流。
发送端12Mbps有帧结构数据帧间由全1空闲码填充。从数字分接复用器
发送端输出的7路E1数据由于传输处理过程中路由不同,必然会造成7
路E1数据在传输过程中的各路时延不一致,这就使得各路数据不同步。
在设计中如何在接收端使得7路E1数据同步,从而正确恢复原发送端的
12Mbps数据就成了一个难题。针对这一问题制定出了如下的解决方
案。
1.1 数字分接器原理框图及说明
如图1所示,把数字分接器从总体上划分为:时钟产生、帧头/帧尾检
测、串并变换、固定插零、FIFO插入SYNC五个模块。 在发送端,分接
器的时钟产生电路把14Mbps系统时钟XCLK转变为12Mbps时钟,用这
一时钟对端口来的12Mbps成帧数据DATAIN做帧头1100010001/帧尾
1000000001检测,检测出帧头后再做串/并变换操作,这样就初步完成
了分接器的功能。但是,为了使数字复接器能正确复接就需要在分接器
输出的7路数据中分别插入同步头SYNC0111111110。为了使数据和插
入的SYNC区别开来,须要在7路数据中每隔7bit就固定地插入"0"。这
样,就保证了插入的SYNC不会与正常的数据相混淆,从而也使得分接
出的7路数据变为标准的E1数据。
1.2 数字复接器原理框图及说明
数字复接器原理框图如图2所示。