1 手持式2M誤碼測試儀系統(tǒng)的結構
手持式2M誤碼測試儀集2M誤碼測試分析,、數(shù)據(jù)存儲,、數(shù)據(jù)圖形顯示三種功能于一體,。該儀器是通過采用嵌入式設計技術,把FPGA,、成幀器,、LCD控制器等核心部件進行系統(tǒng)集成,并利用LCD圖形顯示等現(xiàn)代電子系統(tǒng)設計技術的一種綜合設計,,具有功能強大,、技術含量高,、體積小、重量輕等特點,,攜帶和操作十分方便,,有很強的實用性和良好的市場前景,代表了當今電子測量儀器的一種發(fā)展趨勢,。2M誤碼測試儀系統(tǒng)的結構如圖l所示,。
硬件部分中CS21354芯片:接收方向的時鐘/數(shù)據(jù)恢復電路可以接收到的AMI/HDB3編碼的E1信號轉換為串行的非歸零(NRZ)El碼流。接收靈敏度為一18 dB,,可滿足短距離(<900米)的應用,。發(fā)送方向可以產(chǎn)生滿足G.703模板的E1波形,滿足75 W同軸電纜或120 W雙絞線應用,。對抖動的抑制特性滿足G.823,、G.705的要求。FPGA模塊:主要用于流量發(fā)生和流量統(tǒng)計,。外圍電路:包括USB接口、LCD及觸摸屏,、數(shù)據(jù)輸入輸出接口,、存儲單元、語音接口,、通信接口,、JTAG接口等電路模塊和接口。電源模塊:提供整個設備的電源供應,,包括電池供電和外接電源供電兩種方式,。由于是手持式設備,采用電池供電時,,整個設備應該能待機5個小時,、正常工作2個小時以上。
1.1 人機接口模塊
人機接口分顯示和鍵盤兩部分,。顯示模塊采用可顯示漢字和圖形的圖形點陣式液晶顯示屏,。漢字顯示方便用戶使用。圖形顯示可使用統(tǒng)計圖表,、曲線等多種顯示方式來表達要顯示的內(nèi)容,,使顯示內(nèi)容更加生動。由于儀器為手持式的,,顯示屏的外形要小,,所以要求顯示像素的尺寸也要小,這樣才能有足夠的像素點陣,。顯示屏模塊還要帶有顯示控制器,、顯示緩沖器和背光電源,以便在現(xiàn)場光線不足時使用。鍵盤模塊分為兩組:組合鍵和功能鍵,。組合鍵在不同的層次界面下通過軟件來控制.實現(xiàn)不同的功能,,并在顯示屏上顯示。而一部分功能必須由功能鍵來完成,,一個單元的鍵對應一個功能,,如控制光標移動的上、下,、左,、右鍵。
1.2 2M測試模塊
2M測試模塊可以完成數(shù)字口的全部測試工作,,包括HDB3碼的編碼和解碼,、時鐘提取、測試圖案的產(chǎn)生和檢測,、各種幀格式信號的產(chǎn)生以及告警信號的產(chǎn)生及檢測等,。本設計采用的是深圳市芯海科技有限公司的CS21354,。
CS21354集成了先進的成幀器,、收發(fā)滑動緩存器和一個片內(nèi)短、長特理線路接口,,當將其用作El接口時,,其幀結構符合CCITT G.704、G.706和G.732協(xié)議,。CS21354內(nèi)含有El成幀器和3個HDLC控制器,,可提供2.048 Mb/s的El數(shù)據(jù)接口,完成E1信號轉換,,還具AMI,、HDB3及B8ZS線路編碼,幀標志的產(chǎn)生,、零比特的插入和刪除,、CRC碼的產(chǎn)生和校驗、鏈路檢測,、錯誤報警及相應的處理功能,。CS21354包括接收線路接口單元(Receive LIU)、抖動消除器(JAT),、背板接口(Backplane interface),、時鐘合成適配器(CSAD)、數(shù)據(jù)接收器(Transmit LIU),、El成幀器(ETST),、發(fā)送線路接口單元(Transmit LIU),、微處理器接口(MPU)和連接測試接入端口組(JTAG)、彈性存儲單元(ELST)十個主要部分,。
1.3 存儲模塊
存儲模塊用于記錄監(jiān)測結果,,并提供實時時鐘,主要器件是非易失性存儲器和實時時鐘電路,,本設計采用Dallas公司的DSl746型模塊.內(nèi)含128 K字節(jié)的非易失RAM和實時時鐘,。它有如下主要特征:集成了NV SRAM、實時時鐘,、晶振,、電源失效控制電路和鋰電池;內(nèi)含的訪問時鐘寄存器方式與靜態(tài)RAM完全相同,,這些寄存器位于RAM中最高的8個地址,;完全的非易失性,可在缺少電源的條件下工作10年以上,;帶有電池電壓指示標志,;具有電源失效寫保護,允許±10%的VCC電源容差,。
關鍵字:CS21354 誤碼測試儀
2 2M測試模塊設計
2.1 電路設計
2M測試模塊由CS21354及其外圍電路組成,,載有時鐘信號的單極信號和參考電壓從接收端口引入,并由時鐘與數(shù)據(jù)恢復模塊進行B8ZS和HDB3解碼,,時鐘和PCM數(shù)據(jù)恢復、線路編碼混亂監(jiān)測及信號丟失檢測,。當可編程連續(xù)比特周期極限內(nèi)的線路脈沖輸入的正負方向上都沒有脈沖時,,模塊則指示為信號丟失。一旦出現(xiàn)一個單獨線路脈沖,,指示即被消除,。當檢測到線路信號丟失或出現(xiàn)時,即產(chǎn)生中斷,。背板收接口輸出包含BRPCM所有時隙2.048Mbit/s的串行數(shù)據(jù)流,,BRFP信號可以指示每256bit幀的第一比特,或是CRC復幀的第一幀的第一比特,。所以接收背板信號背板時鐘保持同步,。
E1轉發(fā)器產(chǎn)生2046kbit/s數(shù)據(jù)流、生產(chǎn)幀,、CRC復幀及CAS復幀,。與傳輸單信道串行控制器(TPSC(一致,E1-TRAN塊提供空閑碼置換,、數(shù)據(jù)轉換,,信令源與CAS數(shù)據(jù)及數(shù)字音頻插入的單時隙控制,。HDLC轉發(fā)器(TDPR)和傳輸信道插入(TXC1)塊串的時隙16均支持普通信道信令(CCS),CCS支持AIS和TS16AIS的傳輸出及遠端警報(RAI)和遠端多幀警報信號的傳輸,。
2.2 軟件設計
誤碼儀的軟件按照軟件工程的要求進行設計,。可分為以下幾個部分:初始化模塊,、鍵盤模塊,、運算處理模塊、顯示模塊,、管理控制模塊,、存儲操作模塊和打印模塊。
系統(tǒng)的初始化模塊包括開機自檢,、硬件參數(shù)初始化等,;鍵盤模塊對面板上的用戶輸入進行分析處理,并轉到管理控制模塊,,通過調(diào)用相關函數(shù)實現(xiàn)并進行處理,;算法處理模塊對從CS21354輸入的原始數(shù)據(jù)進行分析,并由狀態(tài)顯示模塊顯示程序運行時的各種狀態(tài),;存儲操作模塊對各次操作結果和分析進行記錄,,并對記錄進行管理,打印模塊完成對測試結果的打印,。誤碼儀的所有與硬件有關的操作都以標準函數(shù)形式提供,,上層應用程序與硬件不發(fā)生任何聯(lián)系,而是通過標準函數(shù)訪問,。由SOPC Builder應用軟件生成的用戶邏輯接口來完成對CS21354的硬件驅動,。上層應用程序對用戶邏輯的函數(shù)調(diào)用即可完成對CS21354的操作。
3 結束語
文中主要討論了CS21354在手持式2M誤碼測試儀的硬件和軟件設計中的設計思路和設計方案,。本設計采用目前非常先進的軟硬件協(xié)同設計的SOPC技術方案完全是可行的,,測試結果表明,該設計的技術指標達到了設計要求,。具有非常廣闊的應用前景,。