CN1921652A - 一种数字用户单元及数字化s/t接口 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种应用于个人手持电话基站中数字用户单元及一种应用于嵌入式系统的ISDN的数字化S/T接口，其中一种数字用户单元，应用于个人手持电话基站中，其包括三部分：U接口电路、复杂可编程逻辑器件电路、驱动电路，其中所述的U接口电路与线路终端通过ISDN双绞线连接，U接口电路输出标准的GCI信号到复杂可编程逻辑器件电路完成数字化S/T接口，最后将2B+D信号中的B通道，D通道和C/I通道信号提取出来通过驱动电路送终端设备。由于其代替通用的S/T芯片和大量模拟电路及变压器，硬件简单通用，时序控制方便，从而降低成本，改善PHS基站可靠性，提高网络的整体质量水平。
Description
技术领域
本发明涉及一种应用于嵌入式系统的ISDN数字化S/T接口电路的设计，主要涉及通信领域ISDN中的用户U口收发器的数字化设计，可广泛用于通信领域中的与综合业务数字网(ISDN)相关通信系统中，诸如PHS(Personal Handyphone System，个人手持电话系统)的核心设备PHS基站用户接口电路等。
背景技术
综合业务数字网参考模型如图1：
这是一种通用模型，适用于各种不同的ISDN应用。图中标出了模型中线路终端(LT，line terminal)和网络终端(NT，network terminal)1之间U参考点的位置。此点是ISDN的物理接入点，此接口为双绞线对，支持160kbit/s速率的全双工数字信号传输。
U接口典型ISDN应用如图2：
一般NT1将2线的U口线接口转换成4线S/T接口。通过专用的S/T接口收发器进行收发转换，组成NT1。再经过变压器、四二线转换、专用的S/T接口收发器进行收发转换，最后进行数据和语音的编解码处理。
通常的应用从NT1的U口芯片后到TE(terminal equipment，终端设备)1的S/T芯片全部是模拟电路，且有变压器，电路复杂，成本高，可靠性差。
发明内容
本发明为了解决上述问题，提出一种应用于个人手持电话基站中数字用户单元及一种应用于嵌入式系统的ISDN的数字化S/T接口，通过复杂可编程逻辑器件(CPLD，Complex Programmable Logic Device)及外围电路的合理组合及软件程序的编写完成嵌入式系统的ISDN数字化S/T接口电路所必需的各项功能，代替通用的S/T芯片和大量模拟电路及变压器，硬件简单通用，时序控制方便，从而降低成本，改善PHS基站可靠性，提高网络的整体质量水平。
为了实现上述目的，本发明一种数字用户单元，应用于个人手持电话基站中，包括三部分：U接口电路、复杂可编程逻辑器件电路、驱动电路，其中所述的U接口电路与线路终端通过ISDN双绞线连接，U接口电路输出标准的GCI信号到复杂可编程逻辑器件电路完成数字化S/T接口，最后将2B+D信号中的B通道，D通道和C/I通道信号提取出来通过驱动电路送终端设备。
所述的U接口电路用于实现网络与基站间的LT与NT间的通讯握手和信息传输。
所述的U接口电路工作在GCI模式，通过命令/指示通道支持全部的命令和指令集，完成U接口的激活和去激活；监控通道用来发送和接收操作维护通道信息，以支持U接口操作维护工作；最后输出GCI信号。
所述的复杂可编程逻辑器件包括时序发生器、GCI接收单元、GCI发送单元、B1通道的发送接收单元、B2通道的发送接收单元、D通道的发送接收单元和U口的状态机，用于将U接口芯片输出的包含2B+D信息的GCI格式信号，按照一定的时序，完成B通道单元，D通道单元和C/I通道单元的分接和复用，使终端设备能顺利进行上、下行语音信息和控制信息的处理。
所述时序发生器包括一计数器和分频器，输出负脉冲信号及时钟信号给GCI接收单元和发送单元。
所述分频器将帧同步信号2分频后提取上升沿输出给记数器作为异步复位信号。
所述GCI接收单元包括有串变并左移位寄存器，GCI发送单元由并变串左移位寄存器组成，输出使能信号和并行数据给U口状态机、B1通道单元、D通道单元、B2通道单元。
所述B通道单元包括B1通道单元和B2通道单元，B1CH单元用于把GCI的B1通道的数据组合成TE接口时序，同时接收TE的B1通道数据按照GCI时序发给GCI接收单元；B2通道单元功能与B1通道单元一样，时序也一样，相应的输入输出数据为B2通道数据。
所述D通道单元由两个寄存器组成，下行为并变串的移位寄存器，上行为串变并的移位寄存器，该单元把上行的D通道中的激活信息提取送给U口状态机，同时根据U口状态机的输出在下行数据插入相应的激活信息。
所述U口状态机包括5种状态迁移情况：IDLE、G0、G1、G2、MG3、G3；其中上电复位状态IDLE，输出复位U口芯片，无条件迁移到G0；G0收到LT侧的DC激活指示字，迁移到G1；同时向TE输出INFO0；G1收到LT侧的AR激活请求，向TE输出INFO2；同时状态迁移到G2；G2收到TE INFO3＝0信息，向LT输出AI激活指示字；同时状态迁移到MG3；MG3收到LT侧AI激活指示字，状态迁移到G3；G3向TE输出INFO4，当收到LT侧去激活命令，状态迁移到IDLE。
所述驱动电路为双向三态总线驱动芯片，完成收发信号驱动。
本发明还公开了一种数字化S/T接口，应用于嵌入式系统的ISDN，其特征在于，该ISDN的数字化S/T接口包括数字用户单元，该数字用户单元包括三大部分：U接口电路、复杂可编程逻辑器件电路、驱动电路，其中所述的U接口电路与线路终端通过ISDN双绞线连接，U接口电路输出标准的GCI信号到复杂可编程逻辑器件电路完成数字化S/T接口，最后将2B+D信号中的B通道，D通道和C/I通道信号提取出来通过驱动电路送终端设备。
本发明在电信运营商对PHS网络质量要求呼声日益高涨的情况下，应用新型的电路完成了嵌入式系统的ISDN数字化S/T接口电路的设计，性能稳定，成本低，信号传输稳定可靠，可大大提高PHS网络的整体性能指标，从而产生可观的经济效益。
附图说明
图1为通用综合业务数字网(ISDN)参考模型图；
图2为典型ISDN应用示意图；
图3为本发明DSU单元的原理框图；
图4为本发明GCI信道信号时序图；
图5为本发明CPLD内部逻辑框图；
图6为本发明时序发生器框图；
图7为本发明时序发生器时序关系图；
图8为本发明GCI接收单元时序图；
图9为本发明GCI发送单元时序图；
图10为本发明B1CH单元和B2CH单元时序图；
图11为本发明DCH单元时序图；
图12为本发明U口状态机示意图。
具体实施方式
本发明在PHS基站中数字用户单元(digital subscriber unit，DSU)的应用框图如图3。
该单元主要由三部分组成：U接口电路、CPLD电路、驱动电路。
U接口电路主要完成与线路终端通过ISDN双绞线连接，U接口电路输出标准的GCI(general circuit interface，通用电路接口)信号到CPLD电路完成数字化S/T接口，最后将2B+D信号中的B通道，D通道和C/I(command/indication，命令/指示字)通道信号提取出来送终端设备。
U接口电路实现网络与基站间的LT与NT1间的通讯握手和信息传输。
设计中采用英飞凌公司PEF2091N芯片作为U口芯片，结合外围电路完成二线到四线信号转换、2B1Q的U口收发器，U接口激活和去激活等功能。芯片PEF2091N工作在GCI模式，GCI模式是一种时分复用模式，通过C/I通道(命令/指示通道)支持全部的命令和指令集，完成U接口的激活和去激活；监控通道用来发送和接收操作维护通道信息，以支持U接口操作维护工作；最后输出通用电路接口(GCI)信号，其信号时序位置图见图4。
CPLD电路负责将U接口芯片输出的包含2B+D信息的GCI格式信号，按照一定的时序，完成B通道，D通道和C/I通道的分接和复用，即完成数字化S/T接口，使终端设备能顺利进行上、下行语音信息和控制信息等的处理，这是本发明的核心，CPLD内部逻辑框图见图5。
由图5可以看出CPLD电路分成七个单元：时序发生器1、GCI接收单元2、GCI发送单元3、B1通道的发送接收单元4、B2通道的发送接收单元5、D通道的发送接收单元6和U口的状态机7。
时序发生器组成框图如图6所示，7位计数器的时钟为DCL，8K的帧同步信号2分频之后提取上升沿输出给计数器作为异步复位信号。计数器输出SIF4K负脉冲信号，脉冲宽度一个DCL周期，频率4KHz；SIFCK为方波，频率64KHz；clk256K为方波，频率256KHz；用于CPLD的内部，输出给GCI的收发单元，时序关系见图7。
GCI接收单元主要是由2个8位串变并左移位寄存器和2个4位串变并左移位寄存器组成，寄存器时钟256KHz，采用下降沿移位；输入：FSC、CLK信号；输出使能信号GCIB1En、GCIB2En、GCICIEn、GCIDEn。它们之间的时序见图8，输出并行数据给U口状态机、B1CH单元、DCH单元、B2CH单元。
GCI发送单元主要由并变串左移位寄存器组成，时钟256kHz时钟的下降沿，带有使能端、预置端，具体时序见图9。
B通道单元包括B1通道(B1CH)单元和B2通道(B2CH)单元，B1CH单元的功能是把GCI的B1通道的数据组合成TE接口时序，同时接收TE的B1通道数据按照GCI时序发给GCI接收单元。由1个并变串的8位移位寄存器和1个8位串变并的移位寄存器组成，具体的时序见图10。输入：fsc，dcl，sif4kb，sifckb；输出sblsdb，sd，rd数据。
B2CH单元功能与B1CH一样，时序也一样，只是相应的输入输出数据为B2通道数据。
D通道(DCH)单元由两个寄存器组成，下行(往TE方向)是16位并变串的移位寄存器，上行(往GCI接收单元)是串变并的6位移位寄存器。DCH单元包含了S/T接口的激活信息，这和GCI的DCH有区别，该单元把上行的DCH中的激活信息提取送给U口状态机，同时根据U口状态机的输出在下行数据插入相应的激活信息，时序见图11。输入：sif4kb，sifckb；输出doutb，sdsrdb，sdqsd，sdsrd数据。
如图12定义出了U口的状态机和状态迁移情况，5种状态IDLE、G0、G1、G2、MG3、G3，分别如下：
IDLE：上电复位状态，主要是输出复位U口芯片的功能，它是无条件迁移到G0；
G0：收到LT侧的DC激活指示字，迁移到G1；同时向TE输出INFO0；
G1：收到LT侧的AR激活请求，向TE输出INFO2；同时状态迁移到G2；
G2：收到TE INFO3＝0信息，向LT输出AI激活指示字；同时状态迁移到MG3；
MG3：收到LT侧AI激活指示字，状态迁移到G3；
G3：向TE输出INFO4，当收到LT侧去激活命令，状态迁移到IDLE。
驱动电路由两片16位总路线驱动芯片完成，该双向三态驱动芯片完成两个16位收发信号驱动。
Claims (12)
1.一种数字用户单元，应用于个人手持电话基站中，其特征在于，所述数字用户单元包括三部分：U接口电路、复杂可编程逻辑器件电路、驱动电路，其中所述的U接口电路与线路终端通过ISDN双绞线连接，U接口电路输出标准的通用电路接口信号到复杂可编程逻辑器件电路完成数字化S/T接口，最后将2B+D信号中的B通道，D通道和C/I通道信号提取出来通过驱动电路送终端设备。
2.如权利要求1所述的数字用户单元，其特征在于，所述的U接口电路用于实现网络与基站间的线路终端与网络终端间的通讯握手和信息传输。
3.如权利要求1或2所述的数字用户单元，其特征在于，所述的U接口电路工作在通用电路接口模式，通过命令/指示通道支持全部的命令和指令集，完成U接口的激活和去激活；监控通道用来发送和接收操作维护通道信息，以支持U接口操作维护工作；最后输出通用电路接口信号。
4.如权利要求1所述的数字用户单元，其特征在于，所述的复杂可编程逻辑器件包括时序发生器、通用电路接口接收单元、通用电路接口发送单元、B1通道的发送接收单元、B2通道的发送接收单元、D通道的发送接收单元和U口的状态机，用于将U接口芯片输出的包含2B+D信息的通用电路接口格式信号，按照一定的时序，完成B通道单元，D通道单元和C/I通道单元的分接和复用，使终端设备能顺利进行上、下行语音信息和控制信息的处理。
5.如权利要求4所述的数字用户单元，其特征在于，所述时序发生器包括一计数器和分频器，输出负脉冲信号及时钟信号给通用电路接口接收单元和发送单元。
6.如权利要求5所述的数字用户单元，其特征在于，所述分频器将帧同步信号2分频后提取上升沿输出给计数器作为异步复位信号。
7.如权利要求4所述的数字用户单元，其特征在于，所述通用电路接口接收单元包括有串变并左移位寄存器，通用电路接口发送单元由并变串左移位寄存器组成，输出使能信号和并行数据给U口状态机、B1通道单元、D通道单元、B2通道单元。
8.如权利要求4所述的数字用户单元，其特征在于，所述B通道单元包括B1通道单元和B2通道单元，B1通道单元用于把通用电路接口的B1通道的数据组合成终端设备接口时序，同时接收终端设备的B1通道数据按照通用电路接口时序发给通用电路接口接收单元；B2通道单元功能与B1通道一样，时序也一样，相应的输入输出数据为B2通道数据。
9.如权利要求4所述的数字用户单元，其特征在于，所述D通道单元由两个寄存器组成，下行为并变串的移位寄存器，上行为串变并的移位寄存器，该单元把上行的D通道中的激活信息提取送给U口状态机，同时根据U口状态机的输出在下行数据插入相应的激活信息。
10.如权利要求4所述的数字用户单元，其特征在于，所述U口状态机包括5种状态迁移情况：IDLE、G0、G1、G2、MG3、G3；其中上电复位状态IDLE，输出复位U口芯片，无条件迁移到G0；G0收到线路终端侧的DC激活指示字，迁移到G1；同时向终端设备输出INF00；G1收到线路终端侧的AR激活请求，向终端设备输出INF02；同时状态迁移到G2；G2收到终端设备INF03＝0信息，向线路终端输出AI激活指示字；同时状态迁移到MG3；MG3收到线路终端侧AI激活指示字，状态迁移到G3；G3向终端设备输出INF04，当收到线路终端侧去激活命令，状态迁移到IDLE。
11.如权利要求1所述的数字用户单元，其特征在于，所述驱动电路为双向三态总线驱动芯片，完成收发信号驱动。
12.一种数字化S/T接口，应用于嵌入式系统的综合业务数字网，其特征在于，该综合业务数字网的数字化S/T接口包括数字用户单元，该数字用户单元包括三部分：U接口电路、复杂可编程逻辑器件电路、驱动电路，其中所述的U接口电路与线路终端通过综合业务数字网双绞线连接，U接口电路输出标准的通用电路接口信号到复杂可编程逻辑器件电路完成数字化S/T接口，最后将2B+D信号中的B通道，D通道和C/I通道信号提取出来通过驱动电路送终端设备。
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| CN106647666A (zh) * | 2016-12-28 | 2017-05-10 | 合肥城市云数据中心股份有限公司 | 基于在线识别组装设备对象协议库的数据采集方法 |
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2005
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| CN106647666B (zh) * | 2016-12-28 | 2019-04-19 | 合肥城市云数据中心股份有限公司 | 基于在线识别组装设备对象协议库的数据采集方法 |
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