CN102404065B - 一种sdh指针处理方法及其电路 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种SDH指针处理方法及其电路，融合了SDH时分复用与数据包统计复用的思想，彻底颠覆了传统SDH指针处理的方式，把指针开销全部存入FIFO后进行轮巡调度后慢慢处理，克服了之前所有SDH指针处理芯片遇到的时分处理无法再提速的困难，因此可以同时处理多路总线。采用本发明方法可以同时处理高阶指针和低阶指针，大大提高了集成度，降低了逻辑资源的消耗；只需一个轮巡调度器和一个指针类型处理器与指针开销FIFO进行配合，即可同时处理N条总线的高阶指针和低阶指针，大大节约了处理成本；对于不同的总线数量N，只要调整调度器的入口参数和调度参数，以及类型处理器的内部缓存即可。

Description

一种SDH指针处理方法及其电路

技术领域

本发明涉及SDH（同步数字体系）产品中的集成电路芯片技术，具体是一种SDH指针处理方法及其电路。

背景技术

SDH（同步数字体系）设备以其优质的时钟传递、丰富的管理维护手段，完善的保护机制在现网中占据极其重要的地位，是传送TDM（时分复用）业务的最好选择。同时，TDM电路仿真业务在数据网络中也应用得越来越多，可以预见在不远的将来，所有TDM业务都可能以PWE3（端到端伪线仿真）的方式在包传送网上进行传输。

在SDH设备和包交换设备中，如果要处理STM接口的业务，那么指针处理是个必不可少的模块单元，之前传统的指针处理有两个方法：1、单路处理方式，以1路STM1为一个处理单元，参考图1；2、多路时分复用处理方式，一般以4路STM1为一个处理单元，参考图2。以上方法2比方法1的集成度提高了很多，但是在处理多路比如64路STM1时，方法2还是要用到16个这样的处理单元。因此还是会占据很大的集成电路面积，尤其是还要处理低阶指针的时候，以上两种处理方法还会增加至少一倍的集成电路面积。

以上传统的处理方法使得SDH业务的处理成本居高不下，因此我们希望以一种更为优秀和创新的方法来处理SDH业务。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：提供一种SDH指针处理方法及其电路，可以同时处理多路STM1的高阶指针和低阶指针。

本发明为解决上述技术问题所采取的技术方案为：一种SDH指针处理电路，其特征在于：它包括：

指针开销FIFO，用于存取从总线上截取的指针开销字节；

一个轮巡调度器，用于基于带宽为每个指针开销FIFO分配时间片进行读取调度；轮巡调度器的输入接口为FIFO接口，输出接口为带使能的总线；

以及一个指针类型处理器，用于处理轮巡调度器读出的指针开销，解释指针信息、状态迁移、告警处理与CPU接口，相应的状态用来输出给SDH业务处理模块作为净荷区间和净荷起始位置的指示信号；

所述的指针开销FIFO包括高阶指针开销FIFO和低阶指针开销FIFO，每条总线上分别设有1个高阶指针开销FIFO和1个低阶指针开销FIFO。

所述的低阶指针开销FIFO的深度为256以上。

所述的高阶指针开销FIFO的深度为64以上。

一种SDH指针处理方法，其特征在于：它包括以下步骤：

1）把每条总线上的指针开销字节按照时分复用的方法分别存入对应的指针开销FIFO中；其中高阶指针开销存入对应的高阶指针开销FIFO，低阶指针开销存入对应的低阶指针开销FIFO；

2）采用统计复用的方式，用一个轮巡调度器从指针开销FIFO中读出指针开销给指针类型处理器；

3）复用同一个指针类型处理器处理高阶指针开销和低阶指针开销，解释指针信息、状态迁移、告警处理与CPU接口，相应的状态用来输出给SDH业务处理模块作为净荷区间和净荷起始位置的指示信号。

按上述方案，所述的步骤2）在轮巡调度器中设置入口参数、类型参数和调度参数，入口参数表示入口的个数，每个入口对应一个指针开销FIFO；类型参数指明按照常规开销或指针开销的调度方式来进行控制；

轮巡调度器根据调度参数生成时间片计数器，调度参数有多个因子，分别对应不同入口的时间片占用情况；

轮巡调度器按照带宽分配时间片的方式对各个指针开销FIFO发起读请求，未分配时间资源的指针开销FIFO输出的数据控制在低电平上。

本发明的有益效果为：

1、本发明方法及其电路融合了SDH时分复用与数据包统计复用的思想，彻底颠覆了传统SDH指针处理的方式，把指针开销全部存入FIFO后进行轮巡调度后慢慢处理，克服了之前所有SDH指针处理芯片遇到的时分处理无法再提速的困难，因此可以同时处理多路总线。

2、采用本发明方法可以同时处理高阶指针和低阶指针，大大提高了集成度，降低了逻辑资源的消耗。

3、采用本发明方法只需一个轮巡调度器和一个指针类型处理器与指针开销FIFO进行配合，即可同时处理N条总线的高阶指针和低阶指针，大大节约处理成本。

4、针对不同的总线数量N，只要调整轮巡调度器的入口参数和调度参数，以及指针类型处理器的内部缓存即可（缓存随总线数量N的增加而线性增长）；还可采用多个轮巡调度器加指针类型处理器的方法，用来扩展更多总线路数的设计。

附图说明

图1为传统的单路处理方法示意图。

图2为传统的时分复用处理方法示意图。

图3为本发明的指针处理电路框图。

图4为G707协议中规定的高阶指针值编码。

图5为G707协议中规定的低阶指针值编码。

图6为G783协议中规定的指针解释状态机。

图7本发明中的指针解释状态机。

具体实施方式

下面结合具体实施例和附图对本发明进一步说明。

图3为本发明的指针处理电路框图，包括：指针开销FIFO，用于存取从总线上截取的指针开销字节；一个轮巡调度器，用于基于带宽为每个指针开销FIFO分配时间片进行读取调度；轮巡调度器的输入接口为FIFO接口，输出接口为带使能的总线；以及一个指针类型处理器，用于处理轮巡调度器读出的指针开销，解释指针信息、状态迁移、告警处理与CPU接口，相应的状态用来输出给SDH业务处理模块作为净荷区间和净荷起始位置的指示信号。

所述的指针开销FIFO包括高阶指针开销FIFO和低阶指针开销FIFO，每条总线上分别设有1个高阶指针开销FIFO和1个低阶指针开销FIFO。

指针开销FIFO的深度理论上可以很浅，这是因为每路指针开销FIFO的读口带宽远远大于写口带宽，比如1路1.25G带宽的总线(相当于8路STM1的带宽)，其高阶指针AU4的FIFO写口带宽为：（64Kbps/字节）×（2个字节/1组STS指针）×（3组STS1指针/STM1）×（8路STM1/总线）=3.072Mbps，其低阶指针FIFO的的写口带宽为64K×2×3×8＋64K×28×3×8＝44.544Mbps（包括TU3和TU11/TU12指针），而FIFO的读口如果工作在77.76MHz上，8比特宽度，则带宽为622.08Mbps，完全可以处理8路1.25G总线。(44.544+3.072)×8＝380.928Mbps。但是考虑到FIFO写口的数据突发性，尤其是低阶TU11指针的连续写入突发要求，我们选择低阶指针开销FIFO的深度为256，高阶指针开销FIFO的深度为64。

一种SDH指针处理方法包括以下步骤：

1）把每条总线上的指针开销字节按照时分复用的方法分别存入对应的指针开销FIFO中；其中高阶指针开销存入对应的高阶指针开销FIFO，低阶指针开销存入对应的低阶指针开销FIFO。

2）采用统计复用的方式，用一个轮巡调度器从指针开销FIFO中读出指针开销给指针类型处理器。

在轮巡调度器中设置入口参数、类型参数和调度参数，入口参数表示入口的个数，每个使用入口对应一个指针开销FIFO；类型参数指明按照常规开销或指针开销的调度方式来进行控制；

轮巡调度器根据调度参数生成时间片计数器，调度参数有多个因子，分别对应不同使用入口的时间片占用情况；

轮巡调度器按照带宽分配时间片的方式对各个指针开销FIFO发起读请求，未分配时间资源的指针开销FIFO输出的数据控制在低电平上。

3）复用同一个指针类型处理器处理高阶指针开销和低阶指针开销，解释指针信息、状态迁移、告警处理与CPU接口，相应的状态用来输出给SDH业务处理模块作为净荷区间和净荷起始位置的指示信号。

指针解释类型处理器需要处理的指针字节如下：

AU指针中H1字节
	AU指针中H2字节
TU3指针中H1字节
	TU3指针中H2字节
TU12/TU11指针中V1字节
	TU12/TU11指针中V2字节

因为能同时处理高阶指针（AU4、AU3）以及低阶指针（TU3、TU12、TU11），因此大大提高了集成度。

同时处理高阶和低阶指针的理论依据如下：

首先，指针编码结构如图4和图5，图中概括了AU/TU指针的编码：高阶指针编码如图4所示，其中H1、H2为指针字节，共16个比特，其编码组成如图所示为NNNNSSIDIDIDIDID；低阶指针编码如图5所示，其中V1、V2为指针字节，共16比特，其编码组成同高阶指针一致。不同的地方是两者的SS比特编码以及指针值的取值范围。

可见，不管是AU还是TU指针，其编码格式是基本一致的，除了SS比特和指针值范围不同，比如AU指针对应的SS比特为10（注：根据协议还可以不解释高阶指针中的SS比特），而TU指针需要解释SS比特，SS比特取值根据不同的低阶指针改变。另外AU指针值范围与TU指针值的范围有不同，比如AU指针值取值范围为0至782，而低阶指针值取值范围如TU12为0至139。但在本发明中，这些不同不会影响两者合用一个指针解释类型处理器，而传统的指针解释处理模块是不能同时处理高阶与低阶指针的。

其次，从指针处理中状态的跳转来分析是否可以复用高阶和低阶指针解释单元。参考G783协议可以发现两者的指针处理状态跳转图完全一致，G.783中规范的状态机跳转图如图6所示。

由以上分析得出结论：AU与TU的指针解释可以复用同一个指针类型处理器，因此可以基于复用的方式来实现AU、TU的指针解释，这个创新大大提高了电路集成度。

指针类型处理器负责完成指针信息解释、状态迁移、告警处理与CPU接口，相应的状态用来输出给SDH业务处理模块作为净荷区间和净荷起始位置的指示信号。指针解释将同时针对AU/TU以及级联、非级联指针同时适用。

下面我们来看看本发明中需要处理的指针信息解释：

norm_point，正常指针指示，表示H1[7:4]为0110、1110、0010、0100、0111并且{H1[1:0],H2[7:0]}的值在指针值允许的范围之内（如果为TU指针则解释SS比特）；

ndf_enable，新指针指示，表示H1[7:4]为1001、0001、1101、1011、1000并且{H1[1:0],H2[7:0]}的值在指针值允许的范围之内（如果为TU指针则解释SS比特）；

ais_ind，AIS指针指示，表示{H1[7:0],H2[7:0]}为全1；

inc_ind，指针正调整指示，表示H1[7:4]为0110、1110、0010、0100、0111并且有I比特的多数翻转而无D比特的多数翻转并且前一次的ndf_enable、inc_ind或者dec_ind指示在三帧之前（如果为TU指针则解释SS比特）；

dec_ind，指针负调整指示，表示H1[7:4]为0110、1110、0010、0100、0111并且有D比特的多数翻转而无I比特的多数翻转并且前一次的ndf_enable、inc_ind或者dec_ind指示在三帧之前（如果为TU指针则解释SS比特）；

conc_ind，级联指示，表示H1[7:4]为1001、0001、1101、1011、1000并且{H1[1:0],H2[7:0]}为全1（SS比特不解释）；

inv_point，无效指针指示，表示不为以上信息指示或者接收指针值与内部有效指针值不一致；这一点提炼如下为：H1[7:4]为0000、0011、0101、1010、1100或者{H1[1:0],H2[7:0]}超出指针值允许范围，或者H1[7:4]=1111而H1H2的其他位并非为全1，或者D比特翻转与I比特翻转同样多数目；或者未隔三帧就出现inc_ind、dec_ind（如果为TU指针则解释SS比特）；总之，不为以上6种情况或者内部指针值与接收指针值不匹配的指针即为无效指针。

以上信息结合信息计数器即构成状态机的状态迁移条件，整合后的状态机如图7所示，图中数字表示帧数，如8×inv_pointer表示连续8帧无效指针的意思。NORM/LOP/AIS/CONC为状态机的四个状态，分别是正常态、指针丢失态、指针全1态、指针级联态。

Claims (5)

1.一种SDH指针处理电路，其特征在于：它包括：

指针开销FIFO，用于存取从总线上截取的指针开销字节；

一个轮巡调度器，用于基于带宽为每个指针开销FIFO分配时间片进行读取调度；轮巡调度器的输入接口为FIFO接口，输出接口为带使能的总线；

以及一个指针类型处理器，用于处理轮巡调度器读出的指针开销，解释指针信息、状态迁移、告警处理与CPU接口，相应的状态用来输出给SDH业务处理模块作为净荷区间和净荷起始位置的指示信号；

所述的指针开销FIFO包括高阶指针开销FIFO和低阶指针开销FIFO，每条总线上分别设有1个高阶指针开销FIFO和1个低阶指针开销FIFO。

2.根据权利要求1所述的SDH指针处理电路，其特征在于：所述的低阶指针开销FIFO的深度为256以上。

3.根据权利要求1所述的SDH指针处理电路，其特征在于：所述的高阶指针开销FIFO的深度为64以上。

4.一种SDH指针处理方法，其特征在于：它包括以下步骤：

1）把每条总线上的指针开销字节按照时分复用的方法分别存入对应的指针开销FIFO中；其中高阶指针开销存入对应的高阶指针开销FIFO，低阶指针开销存入对应的低阶指针开销FIFO；

2）采用统计复用的方式，用一个轮巡调度器从指针开销FIFO中读出指针开销给指针类型处理器；

3）复用同一个指针类型处理器处理高阶指针开销和低阶指针开销，解释指针信息、状态迁移、告警处理与CPU接口，相应的状态用来输出给SDH业务处理模块作为净荷区间和净荷起始位置的指示信号。

5.根据权利要求4所述的SDH指针处理方法，其特征在于：所述的步骤2）在轮巡调度器中设置入口参数、类型参数和调度参数，入口参数表示入口的个数，每个使用入口对应一个指针开销FIFO，类型参数指明按照常规开销或指针开销的调度方式来进行控制；

轮巡调度器根据调度参数生成时间片计数器，调度参数有多个因子，分别对应不同入口的时间片占用情况；

轮巡调度器按照带宽分配时间片的方式对各个指针开销FIFO发起读请求，未分配时间资源的指针开销FIFO输出的数据控制在低电平上。

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