CN102567267A - Tdm总线扩展方法 - Google Patents

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丛远建
侯玉成
江霞
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Abstract

本发明公开了一种TDM总线扩展方法，它包括如下步骤：将TDM总线分成m+1组子总线，其中：1组子总线上挂接媒体处理器，该媒体处理器的TDM接口经由该子总线与可编程器件上相应的IO端连接；其余的m组子总线上分别挂接相应数量的媒体对象，各个媒体对象的TDM接口分别经由自身所挂接的子总线与该可编程器件上相应的IO端连接。通过本发明方法构造的通信系统所挂接的媒体对象的数量不受限制，实用性强，且通信系统的工作速度不会因总线的改造而降低。本发明方法实现简便，成本低，简单对可编程器件编程就可实现，特别适用于大容量背板交换系统。

Description

TDM总线扩展方法
技术领域
本发明涉及一种TDM总线扩展方法，属于通信领域。
背景技术
TDM总线(TDM_BUS)是一种串行总线标准，广泛使用在多种通信系统中，它利用时分复用(TDM)原理在其上传送多路串行语音信号。例如，在交换设备中，TDM总线用于传送时钟、帧同步、接收数据和发送数据四个信号。
如图1，一个典型的通信系统一般包括若干个媒体对象13，这些媒体对象13自身带有TDM接口而直接挂接在TDM总线12(TDM_BUS)上，这些媒体对象13与媒体处理器11之间通过TDM总线12传送和交换信息。媒体对象13可为带有TDM接口的媒体芯片、媒体模块或媒体电路板。例如，业内专用ASIC语音处理芯片、语音编解码DSP、PSTN中使用的CODEC芯片以及E1芯片等，它们一般都带有物理TDM接口。
目前，TDM总线因其自身的通信优势，越来越广泛地应用在各类通信系统中，但是，随着电子通信技术的发展，TDM总线上的负载数量逐渐增多(即器件数量增加)，而这种负载效应不仅表现在数据总线上接入管脚数量的增多，也表现在对PCB走线和连接器所引起的电容负载效应的影响，使得TDM总线负载与媒体对象13驱动能力之间产生矛盾。而对于大容量高速通信系统来说，这种TDM总线负载与媒体对象13驱动能力之间的矛盾就更为明显。
为了解决上述问题，目前出现了三种解决方法，但它们自身都有局限性。
第一种方法是降低TDM总线的工作时钟频率。虽然这种方法在一定程度上能放宽挂接的媒体对象13的数量，但是，此方法会直接限制通信系统对语音数据流的处理、交换和传送的速度。对于高速通信系统来说，这种方法更不可取。
第二种方法是采用多芯片系统，即使用多个媒体处理器11。每个媒体处理器11连接若干媒体对象13，多个媒体处理器11之间通过其它途径交换数据。但是，由于媒体处理器11这类核心芯片一般比较贵，这种靠增加核心芯片来分担媒体对象13的方法不但会增加通信系统的复杂度，系统成本也会增加很多。
第三种方法是在每个媒体对象13的IO端口增加三态驱动芯片，同样地，虽然这种方法在一定程度上增强了媒体对象13的驱动能力，使媒体对象13的数量有所提高，但是，此方法需要对驱动芯片进行控制，这种控制有时比较麻烦，甚至难以实现，同时由于增加额外的驱动芯片，当IO端口数量很多时，成本上升明显。
发明内容
本发明的目的在于提供一种TDM总线扩展方法，通过本发明方法构造的通信系统所挂接的媒体对象的数量不受限制，实用性强。
为了实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：
一种TDM总线扩展方法，其特征在于：它包括如下步骤：将TDM总线分成m+1组子总线，其中：1组子总线上挂接媒体处理器，该媒体处理器的TDM接口经由该子总线与可编程器件上相应的IO端连接；其余的m组子总线上分别挂接相应数量的媒体对象，各个媒体对象的TDM接口分别经由自身所挂接的子总线与该可编程器件上相应的IO端连接。
本发明的优点是：通过本发明方法构造的通信系统所挂接的媒体对象的数量不受限制，实用性强，且通信系统的工作速度不会因总线的改造而降低。本发明方法实现简便，成本低，简单对可编程器件编程就可实现，特别适用于大容量背板交换系统。
附图说明
图1是已有典型通信系统的组成示意图；
图2是本发明方法的实施说明图；
图3是通过本发明方法实现的一个通信系统的示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明进行详细描述。
本发明TDM总线扩展方法包括如下步骤：将TDM总线(TDM_BUS)分成m+1组子总线，其中：1组子总线230(TDM_BUS0)上挂接媒体处理器210，该媒体处理器210的TDM接口经由该子总线230与可编程器件220上相应的IO端连接；其余的m组子总线231、232、……、23m(TDM_BUS1至TDM_BUSm)上分别挂接相应数量的媒体对象240，各个媒体对象240的TDM接口分别经由自身所挂接的子总线与可编程器件220上相应的IO端连接。
在本发明中，媒体对象240自身具有TDM接口，媒体处理器210自身也具有TDM接口。当然，也允许个别媒体对象没有TDM接口，而是在其外额外增设一个TDM接口模块。媒体对象240可为媒体芯片或媒体模块或媒体电路板。可编程器件220可为CPLD或FPGA，在实际使用中，只需对可编程器件简单编程即可实现通信，不必增加额外硬件成本。
对于挂接媒体对象240的m组子总线来说，每组子总线上挂接的媒体对象240的数量为至少一个，在实际应用中，一组子总线上挂接的媒体对象的数量可由各个媒体对象的负荷能力、通信系统的功能划分等因素来确定。
在图2示出的通信系统中，原先的TDM总线(TDM_BUS)被分成了m+1份，也就是m+1组，分别为：如图2，子总线230(TDM_BUS0)、子总线231(TDM_BUS1)、子总线232(TDM_BUS2)、……、子总线23m(TDM_BUSm)。m+1组子总线共同遵守统一的TDM总线协议。如图2，根据各个媒体对象的负荷能力，子总线231上挂接i个媒体对象240，子总线232上挂接j个媒体对象240，……，子总线23m上挂接p个媒体对象240，而子总线230上挂接媒体处理器210(例如MSP)。对于子总线231、232、……、23m来说，每组子总线上挂接的各个媒体对象的类型可相同或不同。所有子总线通过一个可编程器件220汇接，通过可编程器件220内部逻辑实现TDM信号的汇聚、驱动和隔离，各个媒体对象240与媒体处理器210间通过可编程器件220通信，其中，可编程器件220内部逻辑使用了系统时隙分配机制。如图2，从表面上看，虽然由本发明方法实现的通信系统有多个子总线，但其本质上却是一个统一的TDM总线，相当于各个媒体对象240还是挂接在一个物理TDM总线上，换句话说，从功能和使用上来看，划分为多个子总线的TDM总线与原先的未划分的TDM总线是完全一样的，并且，该通信系统的工作速度并没有因TDM总线划分为多个子总线而降低。更重要的是，从总线负载方面来看，由本发明方法实现的具有多个子总线的通信系统所能容纳的媒体对象的数量不再受到限制，可以灵活操控。也就是说，通过总线分割和增设可编程器件，通信系统的媒体对象的数量得到了扩大。
举例：
某通信设备为标准的机架式产品，其为中间背板结构，其内通信系统由一块主控卡、一块背板和十块业务卡组成，其中：如图3，主控卡上设有语音DSP310，业务卡为4块16路FXS电话接入子卡341(FXS业务卡)、4块16路模拟中继FXO接入子卡342(FXO业务卡)、2块64路E1接入子卡343(E1业务卡)。
若采用一条TDM总线的通信方式，即所有业务卡通过一条TDM总线与语音DSP 310连接，语音DSP 310负责完成把业务卡送来的语音流数据打包成IP包后送给以太交换模块。从以太交换模块到业务卡各个端口完成相反的操作。通过TDM总线，该设备可处理多达256路语音信号。但是，从实际实施中可以发现：该通信系统的TDM总线从语音DSP 310通过主控卡的连接器连接到背板后，再通过子卡连接器沿伸到各个业务卡，最后延伸到业务卡内的多个媒体芯片(例如语音芯片)上，连接到TDM总线上的TDM接口为近百个，经过的连接器多达十几个，走线长度近半米，系统负载十分庞大。如果只是简单地把所有业务卡全部挂接在一条(或两条)物理TDM总线上，该通信系统是不能正常工作的。
因此，将该通信系统通过本发明方法进行重新构造。TDM总线(TDM_BUS)被分成4组：子总线330(TDM_BUS0)、子总线331(TDM_BUS1)、子总线332(TDM_BUS2)、子总线333(TDM_BUS3)。4块16路FXS电话接入子卡341挂接在子总线331上，4块16路模拟中继FXO接入子卡342挂接在子总线332上，2块64路E1接入子卡343挂接在子总线333上，语音DSP 310挂接在子总线330上。子总线330经过CPLD 320与子总线331、332、333联系起来。CPLD 320将所有语音信号在其内进行汇聚处理，4条子总线等效于一个统一的TDM总线。从应用软件来看，完全可以认为所有业务卡都挂接在子总线330上。经过对此通信系统的实测，若子总线工作频率保持在芯片最大速率(8MHz)的水平上，即可确保数据流传输不受业务卡数目的限制，保证系统数据处理能力达到最佳水平。
本发明的优点是：通过本发明方法构造的通信系统所挂接的媒体对象的数量不受限制，实用性强，且通信系统的工作速度不会因总线的改造而降低。本发明方法实现简便，成本低，简单对可编程器件编程就可实现，特别适用于大容量背板交换系统。
上述是本发明的较佳实施例及其所运用的技术原理，对于本领域的技术人员来说，在不背离本发明的精神和范围的情况下，任何基于本发明技术方案基础上的等效变换、简单替换等显而易见的改变，均属于本发明保护范围之内。

Claims (4)

1.一种TDM总线扩展方法，其特征在于：它包括如下步骤：
将TDM总线分成m+1组子总线，其中：1组子总线上挂接媒体处理器，该媒体处理器的TDM接口经由该子总线与可编程器件上相应的IO端连接；其余的m组子总线上分别挂接相应数量的媒体对象，各个媒体对象的TDM接口分别经由自身所挂接的子总线与该可编程器件上相应的IO端连接。
2.如权利要求1所述的TDM总线扩展方法，其特征在于：
对于所述m组子总线，每组子总线上挂接的媒体对象的数量为至少一个。
3.如权利要求1所述的TDM总线扩展方法，其特征在于：
所述媒体对象为媒体芯片或媒体模块或媒体电路板。
4.如权利要求1所述的TDM总线扩展方法，其特征在于：
所述可编程器件为CPLD或FPGA。
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