專利名稱：異步傳輸模式主設(shè)備對接裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及數(shù)據(jù)通信領(lǐng)域中的異步傳輸模式(Asynchronous Transfer Mode，簡稱ATM)技術(shù)，具體地說，涉及UTOPIA第一級標(biāo)準(zhǔn)主設(shè)備與UTOPIA第二級標(biāo)準(zhǔn)主設(shè)備之間進(jìn)行ATM信元傳輸?shù)难b置。
ATM通用測試與操作物理層接口(Universal Test & Operations PHY Interface forATM，簡稱UTOPIA)是一種完成ATM層設(shè)備和物理層(physical device，簡稱PHY)設(shè)備之間信元傳送的接口，在ATM技術(shù)中占有重要的地位。ATM論壇定義了UTOPIA第一級標(biāo)準(zhǔn)(UTOPIA Level 1，簡稱UTOPIA1)、UTOPIA第二級標(biāo)準(zhǔn)(UTOPIA Level2，簡稱UTOPIA2)以及更高層次的標(biāo)準(zhǔn)，典型的UTOPIA1定義了8位25MHz的接口，典型的UTOPIA2定義了16位50MHz、支持多物理層設(shè)備的接口。UTOPIA接口是一種非對稱接口，一般將ATM層設(shè)備稱為UTOPIA主設(shè)備，物理層設(shè)備稱為UTOPIA從設(shè)備。
從設(shè)備通過“發(fā)送信元有效”和“接收信元有效”信號通知主設(shè)備信元的收發(fā)狀態(tài)，主設(shè)備則通過主動發(fā)送時(shí)鐘信號、收發(fā)使能信號來發(fā)起信元的收發(fā)過程。UTOPIA同一級別的主設(shè)備與從設(shè)備信號相互匹配，可以直接對接；如果兩個(gè)設(shè)備不滿足信號相互匹配的條件，要想實(shí)現(xiàn)信元傳送，往往需要某種中間裝置實(shí)現(xiàn)對接。
實(shí)現(xiàn)信元傳送的常用裝置有(1)UTOPIA1從設(shè)備到UTOPIA2從設(shè)備之間的信元傳送裝置，兩組從設(shè)備可使用公共時(shí)鐘，信元無需進(jìn)行緩存，實(shí)現(xiàn)起來相對比較容易；(2)單個(gè)UTOPIA2主設(shè)備到多個(gè)UTOPIA1從設(shè)備的分接和復(fù)接裝置，例如IDT公司的芯片IDT77310就屬于此類設(shè)備；(3)多個(gè)UTOPIA1主設(shè)備連接單個(gè)UTOPIA2從設(shè)備的分接和復(fù)接裝置，如申請?zhí)枮?8119980的中國專利《異步傳送模式系統(tǒng)》就屬于這一類，該系統(tǒng)采用比較常用的方法，其數(shù)據(jù)通路使用先進(jìn)先出(First In First Out)結(jié)構(gòu)，對UTOPIA1到UTOPIA2方向的多個(gè)UTOPIA1通路的數(shù)據(jù)進(jìn)行8到16位的轉(zhuǎn)換和復(fù)合，然后交給UTOPIA2接口的從設(shè)備發(fā)送，從UTOPIA2到UTOPIA1方向則根據(jù)信元中的虛擬通路VPI(Virtual Path Identifier)值來選擇UTOPIA1信元的走向。
對于兩個(gè)主設(shè)備來說，由于它們各有各的一套時(shí)鐘信號和收發(fā)使能信號，相互之間的信號不匹配，因此不能實(shí)現(xiàn)直接對接。但很多場合卻迫切需要主設(shè)備的對接，比如在只有UTOPIA1主設(shè)備接口的ATM層處理器和具有UTOPIA2主設(shè)備接口的交換網(wǎng)間傳送ATM信元的情況。為了實(shí)現(xiàn)主設(shè)備和主設(shè)備間的信元傳送，需要在主設(shè)備和主設(shè)備之間加入一個(gè)對接裝置，構(gòu)建一個(gè)信元傳送的橋梁。一般來說，對UTOPIA1-UTOPIA2主設(shè)備間的對接比UTOPIA1-UTOPIA1主設(shè)備間的對接需求較多，而后者在實(shí)現(xiàn)方法上是前者的一個(gè)子集，所以UTOPIA1-UTOPIA2主設(shè)備的對接裝置是一種連接UTOPIA主設(shè)備的典型實(shí)用裝置。
美國摩托羅拉(Motorola)公司在推出其帶ATM分段和會聚層(Segmentation &Reassembly，簡稱SAR)的處理器MPC860時(shí)，曾經(jīng)提供了一份材料，是關(guān)于一種典型的主設(shè)備對接裝置的，其題目為“Double Slave，A double sided UTOPIA bridge，emulating a physical device(PHY).Assisting an ATM Switch to use a secondary ATMlayer device as a co-processor，”主要是說建立相當(dāng)于兩個(gè)從設(shè)備的UTOPIA橋，使得ATM交換網(wǎng)可以附加使用別的ATM層設(shè)備作為其協(xié)處理器，它是一種UTOPIA2主設(shè)備連接UTOPIA1主設(shè)備的典型裝置，該裝置采用Altera公司可編程器件FLEX10K30，使用其內(nèi)置存儲器做為信元的存儲空間，并支持UTOPIA1端自環(huán)，但其UTOPIA2端只有8位位寬和25MHz時(shí)鐘，沒有涉及由于16位位寬和50MHz時(shí)鐘引起的一些技術(shù)難點(diǎn)，且設(shè)計(jì)不夠簡潔。
還有一種采用增強(qiáng)型可編程邏輯器件(Enhanced Programmable Logical Device，簡稱EPLD)加雙片外部FIFO作為主設(shè)備對接裝置的，其控制器和數(shù)據(jù)通路分立，不具有UTOPIA1端信元的自環(huán)功能，給UTOPIA1主設(shè)備的調(diào)試和故障診斷帶來困難，而且成本較高，占用系統(tǒng)體積較大。
本發(fā)明的目的在于提供一種異步傳輸模式主設(shè)備對接裝置，既可以完成主設(shè)備的對接，又支持UTOPIA1端的信元自環(huán)功能，克服了現(xiàn)有技術(shù)的一些缺點(diǎn)，而且裝置簡潔可靠，容易實(shí)現(xiàn)，能節(jié)約成本。
為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明所述主設(shè)備對接裝置包括UTOPIA2端到UTOPIA1端的數(shù)據(jù)通道，接收UTOPIA2主設(shè)備發(fā)送端發(fā)出的數(shù)據(jù)，并將此數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換后發(fā)送給UTOPIA1主設(shè)備接收端；UTOPIA1端到UTOPIA2端的數(shù)據(jù)通道，接收UTOPIA1主設(shè)備發(fā)送端發(fā)出的數(shù)據(jù)，并將此數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換后發(fā)送給UTOPIA2主設(shè)備接收端；UTOPIA1端自環(huán)數(shù)據(jù)通道，接收UTOPIA1主設(shè)備發(fā)送端發(fā)出的數(shù)據(jù)，并將此數(shù)據(jù)存儲轉(zhuǎn)發(fā)給UTOPIA1主設(shè)備接收端；管理UTOPIA1端發(fā)送的狀態(tài)機(jī)，與UTOPIA1主設(shè)備發(fā)送端的信號匹配控制所述主設(shè)備對接裝置的內(nèi)部工作狀態(tài)；管理UTOPIA1端接收的狀態(tài)機(jī)，與UTOPIA1主設(shè)備接收端的信號匹配控制所述主設(shè)備對接裝置的內(nèi)部工作狀態(tài)；管理UTOPIA2端發(fā)送的狀態(tài)機(jī)，與UTOPIA2主設(shè)備發(fā)送端的信號匹配控制所述主設(shè)備對接裝置的內(nèi)部工作狀態(tài)；和管理UTOPIA2端接收的狀態(tài)機(jī)，與UTOPIA2主設(shè)備接收端的信號匹配控制所述主設(shè)備對接裝置的內(nèi)部工作狀態(tài)；所述4個(gè)狀態(tài)機(jī)之間相互關(guān)聯(lián)，對3個(gè)數(shù)據(jù)通道實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確控制，有效地完成UTOPIA1主設(shè)備和UTOPIA2主設(shè)備的對接功能。
所述主設(shè)備對接裝置可以采用一個(gè)帶內(nèi)置存儲器的可編程器件作為載體，將所有的數(shù)據(jù)通路和控制邏輯集成在這個(gè)可編程器件內(nèi)，形成單片結(jié)構(gòu)。
下面結(jié)合附圖和實(shí)施例，對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步地詳細(xì)說明。


圖1是本發(fā)明所述對接裝置10在ATM系統(tǒng)中的位置示意圖。
圖2是本發(fā)明所述對接裝置10的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3是控制數(shù)據(jù)通道101的狀態(tài)機(jī)狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖。
圖4是控制數(shù)據(jù)通道102的狀態(tài)機(jī)狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖。
圖5是控制自環(huán)數(shù)據(jù)通道103的狀態(tài)機(jī)狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖。
圖6是本發(fā)明所述對接裝置10中三個(gè)數(shù)據(jù)通道的示意圖。
圖7是本發(fā)明所述對接裝置10在ATM系統(tǒng)中的一個(gè)應(yīng)用實(shí)例。
UTOPIA標(biāo)準(zhǔn)有信元級和字節(jié)級兩種握手方式，當(dāng)前設(shè)備一般都使用信元級握手方式，因此本發(fā)明是根據(jù)信元級握手方式來設(shè)計(jì)的。
圖1給出了本發(fā)明所述主設(shè)備對接裝置10在ATM系統(tǒng)中所處的位置。可以看到，主設(shè)備對接裝置10一端作為UTOPIA2從設(shè)備接入到UTOPIA2總線上與UTOPIA2主設(shè)備對接，另一端作為UTOPIA1從設(shè)備與UTOPIA1主設(shè)備對接，這樣將UTOPIA2主設(shè)備和UTOPIA1主設(shè)備對接起來。
如圖2所示，本發(fā)明所述UTOPIA1-UTOPIA2主設(shè)備對接裝置包括UTOPIA2端到UTOPIA1端的數(shù)據(jù)通道101、UTOPIA1端到UTOPIA2端的數(shù)據(jù)通道102、UTOPIA1端自環(huán)數(shù)據(jù)通道103三個(gè)數(shù)據(jù)通道，四個(gè)狀態(tài)機(jī)管理UTOPIA1端發(fā)送的狀態(tài)機(jī)104、管理UTOPIA1端接收的狀態(tài)機(jī)105、管理UTOPIA2端發(fā)送的狀態(tài)機(jī)106和管理UTOPIA2端接收的狀態(tài)機(jī)107。對三個(gè)數(shù)據(jù)通道的控制是通過四個(gè)相互關(guān)聯(lián)的狀態(tài)機(jī)來實(shí)現(xiàn)的，狀態(tài)機(jī)106和狀態(tài)機(jī)105控制數(shù)據(jù)通道101；狀態(tài)機(jī)104和狀態(tài)機(jī)107控制數(shù)據(jù)通道102；狀態(tài)機(jī)104和狀態(tài)機(jī)105控制數(shù)據(jù)通道103。
由于控制每個(gè)數(shù)據(jù)通道的兩個(gè)狀態(tài)機(jī)的時(shí)鐘分別與對應(yīng)的該數(shù)據(jù)通道端的主設(shè)備時(shí)鐘相同，而這兩個(gè)主設(shè)備的時(shí)鐘可能不同步，因而對應(yīng)狀態(tài)機(jī)的時(shí)鐘也就不同步，容易出現(xiàn)一個(gè)狀態(tài)機(jī)所采集到的狀態(tài)是另一個(gè)狀態(tài)機(jī)的不穩(wěn)定狀態(tài)的情況，為避免這種狀態(tài)誤采，可以采用兩次確認(rèn)的辦法；也可以采用將狀態(tài)用本狀態(tài)機(jī)時(shí)鐘鎖定為單一的信號線，再交給另一個(gè)狀態(tài)機(jī)來采集的方法。舉例來說，假設(shè)狀態(tài)機(jī)104是由一組D觸發(fā)器<D0，D1，D2>協(xié)作表示的，狀態(tài)104S是它的一個(gè)狀態(tài)，具體取值為<1，0，1>，狀態(tài)機(jī)107要判斷狀態(tài)機(jī)104是否處于104S狀態(tài)，以判斷下一步狀態(tài)轉(zhuǎn)移?！皟纱未_認(rèn)”的方法的判斷標(biāo)準(zhǔn)是，“如果狀態(tài)機(jī)107的前一時(shí)鐘和當(dāng)前時(shí)鐘上沿都滿足<D0，D1，D2>＝<1，0，1>，那么狀態(tài)機(jī)107認(rèn)為狀態(tài)機(jī)104處于104S狀態(tài)。”后一種方法則要附加使用一個(gè)D觸發(fā)器D3，取值如下，“如果狀態(tài)機(jī)104當(dāng)前時(shí)鐘上沿滿足<D0，D1，D2>＝<1，0，1>，那么D觸發(fā)器D3＝1，否則D觸發(fā)器D3＝0，”判斷標(biāo)準(zhǔn)如下“如果狀態(tài)機(jī)107當(dāng)前時(shí)鐘上沿D3＝1，那么狀態(tài)機(jī)104處于104S狀態(tài)。”該對接裝置10的外圍信號有UTOPIA2時(shí)鐘線、控制線、地址線和數(shù)據(jù)線，UTOPIA1時(shí)鐘線、控制線和數(shù)據(jù)線。
圖3描述了控制數(shù)據(jù)通道101的狀態(tài)機(jī)106(左側(cè))和狀態(tài)機(jī)105(右側(cè))形成的狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖，虛線表示的是兩個(gè)狀態(tài)機(jī)相互關(guān)聯(lián)的部分。
數(shù)據(jù)通道101的狀態(tài)從狀態(tài)機(jī)106的“發(fā)送空閑”狀態(tài)開始，當(dāng)狀態(tài)機(jī)105脫離“接收空閑”的狀態(tài)、進(jìn)入“清空存儲器”狀態(tài)并清空內(nèi)置存儲器的地址之后，狀態(tài)機(jī)106“可發(fā)送信元”信號置為高電平，此時(shí)如果UTOPIA2主設(shè)備進(jìn)行查詢，就得到“可發(fā)送信元”的響應(yīng)，根據(jù)此響應(yīng)，UTOPIA2主設(shè)備發(fā)送數(shù)據(jù)，此時(shí)UTOPIA2端主設(shè)備“發(fā)送使能”信號為低電平、“發(fā)送信元開始”信號為高電平、“發(fā)送信元地址”信號為設(shè)定的對接設(shè)備地址。狀態(tài)機(jī)106接收到這些信號后，進(jìn)入“正在發(fā)送”狀態(tài)，開始接收UTOPIA2主設(shè)備發(fā)送的數(shù)據(jù)，并啟動一個(gè)發(fā)送計(jì)數(shù)器。當(dāng)此計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)值為8時(shí)，將狀態(tài)機(jī)106“可發(fā)送信元”信號置為低電平；當(dāng)計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)值為27時(shí)，一個(gè)信元接收完成，狀態(tài)機(jī)106進(jìn)入“信元發(fā)送完成”狀態(tài)。根據(jù)此狀態(tài)，狀態(tài)機(jī)105進(jìn)入“接收準(zhǔn)備好”狀態(tài)，“可接收信元”信號置為高電平。UTOPIA1主設(shè)備發(fā)現(xiàn)“可接收信元”信號為高后，將“接收使能”信號置為低電平，開始接收數(shù)據(jù)。狀態(tài)機(jī)105接收到低電平的“接收使能”信號后，進(jìn)入“正在接收”狀態(tài)，向UTOPIA1主設(shè)備發(fā)送數(shù)據(jù)，并啟動一個(gè)接收計(jì)數(shù)器，同時(shí)狀態(tài)機(jī)106根據(jù)狀態(tài)機(jī)105的“正在接收”狀態(tài)而進(jìn)入“發(fā)送空閑”狀態(tài)。當(dāng)接收計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)值為32時(shí)，置狀態(tài)機(jī)105“可接收信元”為低電平，當(dāng)接收計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)值為52時(shí)，數(shù)據(jù)傳送結(jié)束，狀態(tài)機(jī)105進(jìn)入“接收空閑”狀態(tài)。此后重復(fù)上述過程。
圖4描述了控制數(shù)據(jù)通道102的狀態(tài)機(jī)104(左側(cè))和狀態(tài)機(jī)107(右側(cè))形成的狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖。數(shù)據(jù)通道102的狀態(tài)從狀態(tài)機(jī)104的“發(fā)送空閑”狀態(tài)開始，當(dāng)狀態(tài)機(jī)107脫離“接收空閑”狀態(tài)，進(jìn)入“清空存儲器”狀態(tài)并清空內(nèi)置存儲器地址后，將狀態(tài)機(jī)104“可發(fā)送信元”信號置為高電平，根據(jù)此信號，如果UTOPIA1主設(shè)備有信元需要發(fā)送，則發(fā)出數(shù)據(jù)，此時(shí)UTOPIA1端主設(shè)備“發(fā)送使能”信號為低電平，“發(fā)送信元開始”信號為高電平。狀態(tài)機(jī)104接收到這些信號之后，進(jìn)入“正在發(fā)送”狀態(tài)，接收UTOPIA1主設(shè)備發(fā)來的數(shù)據(jù)，并啟動一個(gè)發(fā)送計(jì)數(shù)器。當(dāng)發(fā)送計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)值為48時(shí)，將送到UTOPIA1端主設(shè)備的“可發(fā)送信元”信號置為低電平，發(fā)送將近結(jié)束，轉(zhuǎn)入“發(fā)送最后4個(gè)字節(jié)”狀態(tài)，繼續(xù)接收最后4個(gè)數(shù)據(jù)后轉(zhuǎn)入“發(fā)送完成”狀態(tài)。在此期間，如果“發(fā)送使能”信號意外丟失，使得數(shù)據(jù)接收不到，則狀態(tài)機(jī)104也在一段時(shí)間后自動轉(zhuǎn)入“發(fā)送完成”狀態(tài)，以防止由于信號丟失造成的死鎖。在狀態(tài)機(jī)104進(jìn)入“發(fā)送完成”狀態(tài)后，狀態(tài)機(jī)107根據(jù)此狀態(tài)進(jìn)入“接收準(zhǔn)備好”狀態(tài)，并將“可接收信元”信號置為高電平。UTOPIA2主設(shè)備在輪詢到此信號后，發(fā)出低電平的“接收使能”信號，開始接收數(shù)據(jù)。狀態(tài)機(jī)107接收到低電平的“接收使能”信號后，進(jìn)入“正在接收”狀態(tài)，向UTOPIA2主設(shè)備發(fā)送數(shù)據(jù)，同時(shí)啟動一個(gè)接收計(jì)數(shù)器，同時(shí)狀態(tài)機(jī)104根據(jù)狀態(tài)機(jī)107“正在接收”狀態(tài)而進(jìn)入“發(fā)送空閑”狀態(tài)。當(dāng)接收計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)值為8時(shí)，將UTOPIA2端“可接收信元”信號置為低電平，當(dāng)接收計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)值為27時(shí)，數(shù)據(jù)傳送結(jié)束，狀態(tài)機(jī)107進(jìn)入“接收空閑”狀態(tài)，以后重復(fù)上述過程。
當(dāng)UTOPIA1端自環(huán)時(shí)，數(shù)據(jù)通道103起作用，該數(shù)據(jù)通道103借用狀態(tài)機(jī)104和狀態(tài)機(jī)105，形成新的狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖，狀態(tài)機(jī)內(nèi)的狀態(tài)轉(zhuǎn)換不變，只是相關(guān)聯(lián)的信號有所改變。圖5描述了UTOPIA1自環(huán)數(shù)據(jù)通道103的狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖。狀態(tài)從狀態(tài)機(jī)104“發(fā)送空閑”狀態(tài)開始，當(dāng)狀態(tài)機(jī)105脫離“接收空閑”狀態(tài)，進(jìn)入“清空存儲器”狀態(tài)并清空存儲器地址后，將送到UTOPIA1端主設(shè)備的“可發(fā)送信元”信號置為高電平，此時(shí)如果發(fā)送端主設(shè)備有信元需要發(fā)送，則發(fā)出數(shù)據(jù)，此時(shí)，UTOPIA1端主設(shè)備“發(fā)送使能”信號為低電平，“發(fā)送信元開始”信號為高電平。當(dāng)狀態(tài)機(jī)104接收到此信號之后，進(jìn)入“正在發(fā)送”狀態(tài)，接收UTOPIA1主設(shè)備發(fā)出的數(shù)據(jù)，并啟動一個(gè)發(fā)送計(jì)數(shù)器。當(dāng)發(fā)送計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)值為48時(shí)，將狀態(tài)機(jī)104“可發(fā)送信元”信號置為低電平，狀態(tài)機(jī)104轉(zhuǎn)入“發(fā)送最后4個(gè)字節(jié)”狀態(tài)，繼續(xù)接收最后4個(gè)數(shù)據(jù)后轉(zhuǎn)入“發(fā)送完成”狀態(tài)。如果在此期間“發(fā)送使能”信號意外丟失使得數(shù)據(jù)接收不到，狀態(tài)機(jī)104也在一段時(shí)間后自動轉(zhuǎn)入“發(fā)送完成”狀態(tài)，以防止信號丟失而造成的死鎖。狀態(tài)機(jī)104進(jìn)入“發(fā)送完成”狀態(tài)后，狀態(tài)機(jī)105根據(jù)狀態(tài)機(jī)104“發(fā)送完成”狀態(tài)而進(jìn)入“接收準(zhǔn)備好”狀態(tài)，將“可接收信元”信號置為高電平。接收端主設(shè)備發(fā)現(xiàn)“可接收信元”信號為高電平后，發(fā)出低電平的“接收使能”信號，開始接收數(shù)據(jù)。狀態(tài)機(jī)105接收到低電平的“接收使能”信號后，進(jìn)入“正在接收”狀態(tài)，向接收端主設(shè)備發(fā)送數(shù)據(jù)，并啟動一個(gè)接收計(jì)數(shù)器，同時(shí)狀態(tài)機(jī)104根據(jù)狀態(tài)機(jī)105的“正在接收”狀態(tài)而進(jìn)入“發(fā)送空閑”狀態(tài)。當(dāng)接收計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)值為32時(shí)，狀態(tài)機(jī)105置“可接收信元”信號為低電平，當(dāng)接收計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)值為52時(shí)，數(shù)據(jù)傳送結(jié)束，狀態(tài)機(jī)105進(jìn)入“接收空閑”狀態(tài)。
由于UTOPIA主設(shè)備各有自己的時(shí)鐘，因此為實(shí)現(xiàn)UTOPIA總線兩端節(jié)奏的適配，需要對數(shù)據(jù)進(jìn)行緩存。數(shù)據(jù)緩存可采用用先進(jìn)先出緩存器FIFO，這是現(xiàn)有的一般做法。本發(fā)明選用帶內(nèi)置存儲器的可編程器件作為載體，這樣可省去外部FIFO，存儲器內(nèi)置可節(jié)省器件管腳，減少裝置體積，省去數(shù)據(jù)進(jìn)出芯片帶來的時(shí)延，更容易實(shí)現(xiàn)高速處理和自環(huán)。如果內(nèi)置存儲器支持雙口操作，即讀和寫的時(shí)鐘、地址分離，數(shù)據(jù)通道的設(shè)計(jì)就相對容易一些。如果內(nèi)置存儲器不支持雙口操作，即讀和寫是共用一組時(shí)鐘、地址，則需要對時(shí)鐘和地址進(jìn)行選擇，使得數(shù)據(jù)同步難度較大，需要采取辦法來保證寫入和讀出數(shù)據(jù)的時(shí)序可靠。本發(fā)明主要是針對后一種情況，前一種情況的實(shí)現(xiàn)方法是后一種情況的一個(gè)子集。
從前面的描述可以看出，三個(gè)數(shù)據(jù)通道的控制結(jié)構(gòu)是接近對稱的，而數(shù)據(jù)通道由于數(shù)據(jù)寬度和速率的不同而不對稱，根據(jù)三個(gè)數(shù)據(jù)通道各自的特點(diǎn)，選用不同的數(shù)據(jù)通道組織結(jié)構(gòu)。圖6就是三個(gè)數(shù)據(jù)通道的結(jié)構(gòu)框圖。
數(shù)據(jù)通道101，包括兩組輸入寄存器R1、R2、兩個(gè)作為數(shù)據(jù)存儲空間的內(nèi)置存儲器EAB1、EAB2，公用數(shù)據(jù)輸出選擇器MUX，一組數(shù)據(jù)輸出寄存器R3。數(shù)據(jù)以16位寬同時(shí)寫入內(nèi)置存儲器EAB1、EAB2中，然后以8位寬基本從兩個(gè)存儲器中交替讀出，在信元頭校驗(yàn)位置例外，原因是ATM信元長度為53個(gè)字節(jié)，而UTOPIA2傳送54個(gè)字節(jié)，中間空出一個(gè)字節(jié)。該數(shù)據(jù)通道101位于圖6的上部分。
數(shù)據(jù)通道102包括，一組輸入寄存器R4、兩個(gè)作為數(shù)據(jù)存儲空間的內(nèi)置存儲器EAB3、EAB4。數(shù)據(jù)以8位寬基本交替寫入內(nèi)置存儲器EAB3、EAB4中，在信元頭校驗(yàn)位置例外；數(shù)據(jù)以16位寬從兩個(gè)存儲器中同時(shí)讀出。該數(shù)據(jù)通道102位于圖6的下部分。
自環(huán)數(shù)據(jù)通道103借用內(nèi)置存儲器EAB3、EAB4作為數(shù)據(jù)存儲空間，還包括公用數(shù)據(jù)輸出選擇器MUX，一組數(shù)據(jù)輸出寄存器R3；其數(shù)據(jù)的寫入和讀出都采用基本交替方式。圖6中連接上下部分的數(shù)據(jù)通道就是該數(shù)據(jù)通道103的中間環(huán)節(jié)。
讀寫共用一組地址和時(shí)鐘，給數(shù)據(jù)的正確寫入提出難題，因?yàn)榈刂繁仨毥?jīng)過一個(gè)選擇器從讀和寫地址中進(jìn)行選擇，選擇器帶來了難以預(yù)測的時(shí)延，一不小心就不能和數(shù)據(jù)對齊，地址和數(shù)據(jù)不對齊的后果是數(shù)據(jù)不能被寫到預(yù)期的位置。根據(jù)實(shí)際情況，本發(fā)明對每個(gè)數(shù)據(jù)通道都采用了有效的辦法來解決這個(gè)難題。
對于數(shù)據(jù)通道101，其寫入速率為16位/50MHz，讀出速率為8位/25MHz，讀出速率較低，可采用50MHz時(shí)鐘來同步內(nèi)置存儲器的所有數(shù)據(jù)和地址，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)和地址的對齊。在輸入端，通過50MHz時(shí)鐘在內(nèi)置存儲器端的同步，數(shù)據(jù)能被很好地寫入，具體地說，先通過50MHz時(shí)鐘鎖定輸入數(shù)據(jù)，然后送到內(nèi)置存儲器EAB1、EAB2的寫入端口，同時(shí)在第1個(gè)低電平的“發(fā)送使能”輸入時(shí)鐘后置內(nèi)置存儲器EAB1、EAB2的“寫入使能”為高電平，在第2個(gè)低電平的“發(fā)送使能”的時(shí)鐘后開始累加寫入地址，并采用50MHz時(shí)鐘同步寫入，可以將接收到的數(shù)據(jù)很好地寫入存儲器EAB1、EAB2中。在輸出端，雖然內(nèi)置存儲器EAB1、EAB2讀出時(shí)鐘(50MHz)與數(shù)據(jù)輸出時(shí)鐘(25MHz)不同步，但25MHz時(shí)鐘的兩個(gè)上升沿間有兩個(gè)50MHz時(shí)鐘周期，這樣即便在最壞情況下對25MHz輸出時(shí)鐘來說，讀出地址也有共用時(shí)鐘半周期(10ns)的穩(wěn)定時(shí)間，可以保證數(shù)據(jù)能準(zhǔn)確無誤地從內(nèi)置存儲器EAB1、EAB2中讀出。
對于數(shù)據(jù)通道102，其寫入的速率為8位/25MHz，讀出速率為16位/50MHz，由于讀出速率較高，如果要用一個(gè)高速的時(shí)鐘來既保證寫入時(shí)數(shù)據(jù)、地址對齊，又保證讀數(shù)據(jù)時(shí)讀出地址有足夠的穩(wěn)定時(shí)間，那么這個(gè)高速時(shí)鐘的速率必須達(dá)到100MHz左右，代價(jià)較高。本發(fā)明考慮到25MHz寫入時(shí)鐘速度較慢，寫入數(shù)據(jù)正確性可采用限制寫入時(shí)間的辦法來保證。通過使用一個(gè)延時(shí)時(shí)鐘與寫使能信號相與作為寫入有效信號，地址與寫入數(shù)據(jù)雖不嚴(yán)格對齊，但寫入有效時(shí)，延時(shí)時(shí)鐘電平為低，地址和數(shù)據(jù)都已穩(wěn)定，可實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)準(zhǔn)確無誤地寫入。讀出數(shù)據(jù)則不使用時(shí)鐘同步，因?yàn)榈刂酚行б欢螘r(shí)間(5ns左右))數(shù)據(jù)有效，正好滿足UTOPIA2標(biāo)準(zhǔn)的時(shí)序要求。
自環(huán)數(shù)據(jù)通道103借用數(shù)據(jù)通道102的輸入控制、內(nèi)置存儲器EAB3、EAB4和數(shù)據(jù)通道101的選擇器MUX和輸出寄存器R3。數(shù)據(jù)寫入的情況與數(shù)據(jù)通道102的寫入完全一致，數(shù)據(jù)讀出地址則是UTOPIA1端自環(huán)數(shù)據(jù)通道103獨(dú)有的，由輸出時(shí)鐘計(jì)數(shù)產(chǎn)生。同數(shù)據(jù)通道102一樣，數(shù)據(jù)從內(nèi)置存儲器EAB1、EAB2中讀出也不使用時(shí)鐘同步，數(shù)據(jù)從兩個(gè)內(nèi)置存儲器之一中讀出并通過選擇器MUX送到輸出寄存器R3，由輸出寄存器R3實(shí)現(xiàn)時(shí)鐘同步。
圖7給出了UTOPIA1-UTOPIA2主設(shè)備對接裝置的一個(gè)應(yīng)用例。ATM交換網(wǎng)絡(luò)一般有幾組UTOPIA2主設(shè)備接口，提供50MHz和16位的數(shù)據(jù)接口能力，比如一個(gè)2.5G的交換網(wǎng)就可以具備4個(gè)622M的此類接口。對這個(gè)交換網(wǎng)絡(luò)的監(jiān)控和管理通常需要一個(gè)CPU，以提供信令處理能力。Motorola公司的芯片MPC860SAR CPU有一個(gè)ATM SAR，并具有較強(qiáng)的處理能力，可用于實(shí)現(xiàn)上述功能，但該芯片的ATM接口使用的是UTOPIA1主設(shè)備接口，不能和ATM交換網(wǎng)直接對接。因此可采用本發(fā)明所述的主設(shè)備對接裝置，正好可以實(shí)現(xiàn)MPC860 SAR與ATM交換網(wǎng)絡(luò)一個(gè)端口的對接，并且利用UTOPIA1端自環(huán)功能，使得MPC860AR具有自環(huán)測試的功能。
綜上所述，本發(fā)明采用獨(dú)特的控制狀態(tài)機(jī)和數(shù)據(jù)通道處理方法，提供了UTOPIA1和UTOPIA2主設(shè)備之間對接的接口裝置，設(shè)計(jì)簡潔可靠；本發(fā)明可支持8位/25MHz的UTOPIA1速率和16位/50MHz的UTOPIA2速率，采用單片設(shè)計(jì)方案，裝置體積較小，成本較低；另外，本發(fā)明可以使用標(biāo)準(zhǔn)VHDL語言實(shí)現(xiàn)，具有很好的移植性，可選用不同種類的可編程器件，還可移植到ASIC設(shè)計(jì)中。
權(quán)利要求
1.一種異步傳輸模式主設(shè)備對接裝置(10)，其特征在于包括UTOPIA2端到UTOPIA1端的數(shù)據(jù)通道(101)，接收UTOPIA2主設(shè)備發(fā)送端發(fā)出的數(shù)據(jù)，并將此數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換后發(fā)送給UTOPIA1主設(shè)備接收端；UTOPIA1端到UTOPIA2端的數(shù)據(jù)通道(102)，接收UTOPIA1主設(shè)備發(fā)送端發(fā)出的數(shù)據(jù)，并將此數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換后發(fā)送給UTOPIA2主設(shè)備接收端；UTOPIA1端自環(huán)數(shù)據(jù)通道(103)，接收UTOPIA1主設(shè)備發(fā)送端發(fā)出的數(shù)據(jù)，并將此數(shù)據(jù)存儲轉(zhuǎn)發(fā)給UTOPIA1主設(shè)備接收端；管理UTOPIA1端發(fā)送的狀態(tài)機(jī)(104)，與UTOPIA1主設(shè)備發(fā)送端的信號匹配控制所述主設(shè)備對接裝置(10)的內(nèi)部工作狀態(tài)；管理UTOPIA1端接收的狀態(tài)機(jī)(105)，與UTOPIA1主設(shè)備接收端的信號匹配控制所述主設(shè)備對接裝置(10)的內(nèi)部工作狀態(tài)；管理UTOPIA2端發(fā)送的狀態(tài)機(jī)(106)，與UTOPIA2主設(shè)備發(fā)送端的信號匹配控制所述主設(shè)備對接裝置(10)的內(nèi)部工作狀態(tài)；和管理UTOPIA2端接收的狀態(tài)機(jī)(107)，與UTOPIA2主設(shè)備接收端的信號匹配控制所述主設(shè)備對接裝置(10)的內(nèi)部工作狀態(tài)；所述4個(gè)狀態(tài)機(jī)之間相互關(guān)聯(lián)，對所述3個(gè)數(shù)據(jù)通道實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確控制。
2.如權(quán)利要求1所述的主設(shè)備對接裝置(10)，其特征在于所述UTOPIA2端到UTOPIA1端的數(shù)據(jù)通道(101)包括兩組輸入寄存器R1、R2，兩個(gè)作為數(shù)據(jù)存儲空間的內(nèi)置存儲器EAB1、EAB2，公用數(shù)據(jù)輸出選擇器MUX，一組數(shù)據(jù)輸出寄存器R3。
3.如權(quán)利要求1所述的主設(shè)備對接裝置(10)，其特征在于所述UTOPIA1端到UTOPIA2端的數(shù)據(jù)通道(102)包括一組輸入寄存器R4，兩個(gè)作為數(shù)據(jù)存儲空間的內(nèi)置存儲器EAB3、EAB4。
4.如權(quán)利要求1所述的主設(shè)備對接裝置(10)，其特征在于所述UTOPIA1端自環(huán)數(shù)據(jù)通道(103)包括作為數(shù)據(jù)存儲空間的內(nèi)置存儲器EAB3、EAB4，公用數(shù)據(jù)輸出選擇器MUX，一組數(shù)據(jù)輸出寄存器R3。
5.如權(quán)利要求1-4任意之一所述的主設(shè)備對接裝置(10)，其特征在于所述主設(shè)備對接裝置(10)采用一個(gè)帶內(nèi)置存儲器的可編程器件作為載體，將所有的數(shù)據(jù)通道和控制邏輯集成在該可編程器件內(nèi)，形成單片結(jié)構(gòu)。
全文摘要
異步傳輸模式主設(shè)備對接裝置(10)包括三個(gè)數(shù)據(jù)通道:UTOPIA2端到UTOPIA1端的(101)、UTOPIA1端到UTOPIA2端的(102)、UTOPIA1端自環(huán)的(103)和四個(gè)相互關(guān)聯(lián)的、控制上述三個(gè)數(shù)據(jù)通道的狀態(tài)機(jī);本發(fā)明既完成主設(shè)備的對接,又支持UTOPIA1端的信元自環(huán)功能;支持8位/25MHz的UTOPIA1速率和16位/50MHz的UTOPIA2速率,并可用單片實(shí)現(xiàn),裝置體積較小,成本較低。
文檔編號H04L12/46GK1278132SQ0011698
公開日2000年12月27日 申請日期2000年6月29日 優(yōu)先權(quán)日2000年6月29日
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