摘 要: 介紹了V5接口測試的原理和V5測試儀對信號硬件接口的要求，詳細講述了Bt8510通信集成芯片在V5接口測試儀中的應用。

　　關鍵詞: V5接口 協議測試 E1/CEPT信號 C通路 LAPD

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　　V5接口規定了本地交換機(LE)和接入網(AN)之間的電氣、物理、規程及協議要求，包括V5.1和V5.2接口。它是一個在接入網中適用范圍廣、標準化程度高的新型數字接口，對于設備的開發應用、各種業務的發展和網絡的更新起著重要作用。 隨著V5接口協議的產品化，基于V5的交換機和接入網設備大量涌現。因此，對于接口的功能測試顯得尤為重要。另一方面，使用過程中產生的故障也可以由測試系統來定位。本文主要介紹了用于V5接口協議測試儀中的關鍵芯片之一Bt8510，利用它可以實現E1和ISDN的基本速率為2048kbit/s信號的成幀、控制和監視功能，兼容現行的E1標準，以滿足V5測試儀對信號硬件接口的要求。

1 測試方法及硬件要求

??? V5接口的測試原理有三種:測試儀模擬AN側測試對端LE側的V5功能;測試儀模擬LE側測試對端AN側的V5功能;測試儀作為監視設備高阻跨接在LE和AN之間的線路上的工作，監聽LE和AN之間傳遞的信息幀和分析二者的工作狀況。

　　不管采用哪種測試方法，都需要測試儀有符合V5協議規程的硬件接口，這也是對測試儀的最基本要求。現以V5.1協議規程為例說明，由于V5.1接口由在ITU-TG.703和G.704/G.706中規定的2048kbit/s的單個鏈路構成，這就需要一種電路，它必須可以處理符合ITU-T G.703(脈沖模型)、G.704(PCM-30)和G.706(CRC-4)等建議規定的電氣、物理、規程等特性的2048kbit/s鏈路信號。

　　Brooktree公司生產的Bt8510芯片正是這樣一款高集成度的E1/CEPT信號控制器。它可以實現E1和ISDN的基本速率為2048kbit/s信號的成幀、控制和監視功能，兼容現行的E1標準(如ITU-T建議G.703、G.704、G.706和G.732)，可以很好地滿足上述V5測試儀對信號硬件接口的要求。

2 Bt8510芯片

　　Bt8510結構框圖見圖1。主要由微處理器接口、發送器、接收器、滑動緩沖區、LAPD控制器五部分組成。

2.1 微處理器接口

　　Bt8510提供一系列8位寄存器(包括控制寄存器、狀態寄存器、計錯寄存器和緩沖寄存器)，用于控制Bt8510以及錯誤和報警監測、數據監測監視等。它具有8bit并行微處理器接口，允許微處理器直接訪問其內部寄存器。當Bt8510與微處理器相連時，可以看作一個靜態RAM。微處理器在對Bt8510讀寫時，通過硬件地址線邏輯信號將Bt8510的RAMEN引腳電平置“0”或“1”，直接讀寫控制寄存器和狀態寄存器，間接讀寫256字節的緩沖寄存器。

?? Bt8510的寄存器可分為三類:控制寄存器、狀態寄存器、緩沖寄存器。控制和狀態寄存器地址為0x00～0x1F(RAMEN=“0”)，緩沖寄存器地址為0x00～0xFF(RAMEN =“1”)。 Bt8510通過管腳INT向微處理器提供中斷信號，中斷控制寄存器CR09用于配置中斷源，中斷方式為電平觸發方式。中斷源可以是:LAPD中斷、復幀結束信號、幀失步(OOF)信號、錯誤計數器溢出等。具體是哪一類中斷，可通過讀取中斷狀態寄存器 SR13來確定。

2.2 發送器

　　發送器部分由下列子塊構成:DS0環回及空閑碼插入塊;幀定位及CRC-4碼插入塊;HDB3編碼塊;差分發送線路驅動器。待發送的碼流及時鐘送至XPCMI和XCKI，然后在微處理器的控制下完成PCM空閑碼、凈荷環回和TS16的插入。復合串行數據進行HDB3編碼后執行零碼的插入，并且由單極性碼轉化成雙極性碼。最后，發送線路驅動器通過外部變壓器和電阻組成的發送電路，將信號發送到物理層的E1線路。發送器電路利用XSYNCI信號保持與發送的輸入數據同步，該同步信號可作為發送信號的復幀參考信號。

2.3 接收器

　　接收器分為三部分，分別為模擬接收器、時鐘提取電路、HDB3解碼及幀控制器。其中，幀控制器用于提取同步信號和檢測報警、錯誤。接收的雙極性碼流可通過外部線路接口芯片或內部模擬接收器及時鐘提取電路提供，時鐘提取電路主要由數字鎖相環DPLL構成。模擬接收器使用自適應判決電平，允許達15dB的電纜損耗。接收到的串行碼流由幀控制器檢查是否包含建議G.704規定的幀定位信號FAS、G.732規定的隨路信號(CAS)復幀以及G.706規定的CRC-4復幀。

　　接收器可有選擇地提供內部定時和數據提取，提取后的單極性碼信號和時鐘信號分別在RPCMO、RCKO腳輸出，而幀同步信號在RSYNCO輸出。

2.4 滑動緩沖區

　　接收部分有2幀PCM滑動緩沖區。該滑動緩沖區允許接收數據與主系統定時同步。緩沖區中的2個存儲單位交替地填充與取出數據。緩沖區由SLPCKI提供的系統時鐘來讀取，所有的接收抖動將被消除，其輸出與SLPCKI提供的2.048MHz同步。

2.5 LAPD控制器

　　Bt8510具有一個LAPD控制器，用于TS16的消息處理。此控制器兼容ITU-T建議Q.921(包括標志字節和終止碼的生成、FCS的產生和檢驗、填/移零操作)。

　　Bt8510在收發方向上各有一個16bit的消息緩沖區(TS16發送緩沖區，TS16接收緩沖區)。整個緩沖區分為兩半，以降低對處理器的實時要求。發送時，先填充緩沖區的一半，然后向CR02(TS16 控制寄存器)寄存器寫入0x70，發送這一半數據;一旦CR02的內容送至發送器，Bt8510即向處理器發一中斷(通過中斷狀態寄存器SR13的LAPDTx比特指示)，處理器將向CR02寫入新的控制字，并向緩沖區寫入新的數據。接收時，每當一半的緩沖區被填滿，Bt8510即向處理器發出中斷(通過SR13的LAPDRx比特指示)，處理器即可讀取數據；同時，Bt8510接收數據并寫入另一半緩沖區。

3 Bt8510在測試儀中的應用

　　測試儀主要利用Bt8510來完成物理層功能，包括E1信號的生成發送和接收、定時恢復、物理鏈路的狀態監視。此外，由于Bt8510還具有TS16的LAPD操作功能，所以還可以讓它負責一個C通路TS16的LAPD消息處理。V5接口中還有兩條C通路TS15、TS31需要處理，而Bt8510不具有這樣的能力，這就需要其他輔助電路來完成(本測試儀采用了Siemens公司的SAB82525芯片)。Bt8510只負責TS15、TS31時隙的插入和提取，處理工作交由SAB82525完成。微處理器采用了DALLAS半導體公司的DS80C320單片機。在測試應用中，Bt8510的工作情況如下:

　　在接收方向，Bt8510將2048kbit/s鏈路信號接收下來，首先由內部數字鎖相環路進行定時恢復，恢復所得的時鐘信號和幀同步信號不僅為系統所用，而且在相應引腳輸出以供周圍芯片使用。接著進行接收碼流的雙極性—單極性轉換、HDB3解碼，處理后的PCM碼流在RPCMO引腳輸出。幀控制器檢測FAS、CRC-4以及告警指示，所有的幀和復幀狀態、誤碼情況、告警信息都可以由微處理器從相應的狀態寄存器中讀取，在必要時Bt8510會主動提請中斷。TS16的數據由LAPD控制器檢測標志字節、FCS校驗、零碼刪除等，處理后向微處理器發中斷，請求取走消息內容。接收的PCM碼流也經過滑動緩沖區的滑動處理后，在SLPPCMO引腳輸出，由前面提到的SAB82525芯片完成TS15、TS31時隙的接收和處理，采用滑動緩沖區輸出的目的是為了消除Bt8510和SAB82525之間的時鐘偏移。

　　在發送方向，TS0自動生成FAS幀定位序列、CRC校驗碼;TS1～TS14、TS17～TS30發送事先寫入發送空閑碼寄存器的固定二進制八位碼組(本測試儀對這些時隙沒有特殊應用);TS16由LAPD控制器完成LAPD操作，包括標志字節的生成、FCS的生成、零碼的插入、發送微處理器寫入的消息內容等；TS15、TS31發送由SAB82525來的數據流。復合后的PCM碼流進行HDB3編碼、零碼的插入、單極性轉雙極性，最后送到物理層的E1線路。

　　要使Bt8510正常工作，需要事先由微處理器對Bt8510的控制寄存器進行初始化設置。此外由于微處理器與Bt8510的通信采用了中斷方式，微處理器還要執行相應的中斷處理程序完成狀態監視告警處理和TS16的接收和發送。

??? 表1列出了Bt8510初始化時部分需設置的寄存器及初始值。

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　　中斷處理程序最主要的功能是對TS16的處理，在軟件編寫時應使其能完成以下任務:

　　(1)區分中斷源，是告警中斷、接收中斷還是發送中斷。告警中斷處理應具有最高優先級，接收中斷處理次之，發送中斷優先級最低。

　　(2)如果是發送中斷，則由微處理器向Bt8510的TS16發送緩沖區空閑的那一部分裝入8字節的數據(這可能是消息的全部，也可能是消息的一部分)，并向CR02(TS16控制寄存器)寫入發送控制命令字。

　　(3)如果是接收中斷，還要判別是消息撤消中斷(RxAbort=1)、消息結束中斷(RxIdle=1)還是一般接收中斷(RxAbort=0，RxIdle=0)。如果是消息撤消中斷，則丟棄整個消息;如果是一般接收中斷，則讀取SR02(TS16狀態寄存器)中RxPtr^[3]比特所指示的緩沖區8字節數據;如果是消息結束中斷，則依據SR02中的接收指針RxPtr[3：0]的值讀取相應位置的數據，在接收消息結束后要把可能是分幾次收到的數據拼接成一則完整的消息。

　　(4)由于最忙條件下Bt8510的LAPD控制器每接收8次TS16數據就向微處理器提請一次接收中斷，所以中斷處理程序的最長處理時間也只有8個幀周期，即1ms時間，要保證所有的中斷處理都在這1ms內完成。

　　上述方法設計的初始化和中斷處理程序運行在微處理器上，可以很好地控制Bt8510工作在所需狀態，完成V5接口的2Mb/s鏈路信號收發和C通路TS16的LAPD收發操作。

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參考文獻

1 Bt8510 product description.? Brooktree Cooperation

2 本地數字交換機和接入網之間的V5.1接口技術規范.郵電部技術規定YDN 020-1996

3 本地數字交換機和接入網之間的V5.2接口技術規范.郵電部技術規定YDN 021-1996