周璐璐， 張治中

(①重慶郵電大學 通信網與測試技術重點實驗室, 重慶 400065；②重慶電子工程職業學院, 重慶 401331)

0 引言

在七號信令設備研發、生產、調試中常常需要一個能夠靈活發送七號信令消息的信號源，特別在七號信令采集卡生產過程中，該信號源可以作為檢測采集卡是否工作正常的有效手段。在七號信令設備研發過程中，研發人員需要一個靈活的信號源以尋找采集卡在某種特定條件下的異常原因。對于產品推廣人員，與客戶進行交流時，為了更好地展現銷售儀表的七號信令采集功能，也需要一個便攜的、易用的、靈活配置的信號源。

為了滿足實際需求，對七號信令數據發生器進行研制，最終成品是一張PCI插入卡。本發生器共有8個相互獨立的端口，可以同時發送8路E1/T1的消息數據。在保證信號不發生碼型畸變的情況下，每個端口最多可以支持4個使用高阻接入的負載。

1 硬件設計與實現

1.1 方案設計

發生器作為一個七號信令數據的發送裝置，具有如下的主要功能特征：

能夠仿真目前通信網絡上的主要TDM接口：A，C，D和E等接口；

能夠實現64k，N×64k(N=1～31)，高速E1/T1等速率；

能夠發送TUP,ISUP,SCCP,DUP等信令消息；

每個端口能夠獨立發送數據，或關聯發送數據（仿真協議流程）；

端口上的消息速率可以任意配置；

端口上的FISU，LSSU，MSU等可以精確控制。

實現上述功能，硬件上由兩個主要部分組成：E1/T1收發器和多通道同步通信控制器。E1/T1收發器，選用了功能強大、高集成度的IDT公司的IDT82P2288； 多通道同步通信控制器選用了Mindspeed公司的CN8478。

IDT82P2288具有如下的功能特點：

LIU（線路接口單元）和FRAMER（成幀器）合二為一；

支持E1，T1，每個鏈路可以獨立配置成E1或T1；

支持AMI、B8ZS、HDB3碼型；

支持G.772，T1.102，G.703，G.704，G.775等；

支持復幀處理，信令比特提取和插入；

具有傳送性能監測和統計功能；

具有SPI處理器接口和并行處理器接口；

每個連接都具備省電控制模式；

3.3 V，1.8 V供電。

CN8478具有如下的功能特點：

256個 HDLC，8個獨立串口接口，支持 LAPB，LAPF，LAPD，SS7；

OSI的數據鏈路層協議支持；

支持 DS0，N×64k，N×8k；

具有32 bit，33/66 MHz的PCI接口和32 bit的本地擴展總線接口；

3.3 V，2.5 V供電。

IDT82P2284通過 G.704協議接口與 CN8478相連，IDT82P2284實現了從G.704到G.703的數據傳送轉換。發送E1/T1數據幀的形成，時隙數據的插入，多個時隙數據的關聯，HDLC數據處理等都由CN8478的時隙映射機制和HDLC來實現。CN8478與IDT82P2284的發送部分電路連接如圖1所示。

圖1 CN8478與IDT82P2284的發送連接

CN8478通過消息描述符鏈表和數據緩沖區的方式來實現與主機處理器的數據和控制信息交互。每個端口對應一個通道組，每個通道組內有32個通道，每個通道對應1個HDLC控制器，每個HDLC分配一個消息描述符列表。CN8478的256個HDLC一共可以控制256個時隙。CN8478的各個通道在發生事件或錯誤時會向一個循環的中斷隊列提交一個與本通道相關的中斷描述符。主機處理器通過中斷描述符，及時響應，并處理。

CN8478與主機處理器的交互，通過其內部的寄存器和PCI總線上的共享內存實現。中斷描述符隊列，消息描述符隊列，數據緩沖區等等，都按照 CN8478能夠識別的方式進行數據存放。

CN8478通過PCI Master[1]和Slave相互切換來完成與主處理器的交互。主處理對CN8478內部寄存器訪問時，CN8478工作于Slave模式；CN8478對中斷描述符，消息描述符隊列，數據緩沖區訪問時，工作于Master模式。

CN8478以上處理功能是通過其內部的 MUSYCC（多通道同步控制器）來實現的。

1.2 電路設計

IDT82P2288的串行接口和CN8478的串行接口可以進行直接對接。8個接口中，每個接口的連接方式為：IDT82P2288串行接口的 TSCK、TSFS、TSD，分別與 CN8478串行接口的TCLK、TSYNC、TDAT相連。

IDT82P2288的微處理器接口的地址線和數據線是分開的，然而 CN8478的本地擴展總線接口的地址線和數據線是復用的，所以兩種接口不能直接對接，必須通過一個 CPLD進行連接。從功能和成本考慮，CPLD選用 EPM7128AETC 100-10[2]。CN8478的本地擴展總線接口，直接反映了PCI的讀寫時序，在CPLD中需要利用ALE*信號，將地址線和數據線分開。

CN8478的PCI部分引腳直接與PCI規范中板卡的金手指相連[1]。

2 驅動程序設計

CN8478的另外一個功能是作為PCI橋設備，當PCI插入卡裝入到PCI槽后，在計算機啟動時，計算機的BIOS就能夠檢測到PCI總線上有新的PCI設備存在，在Windows系統啟動后，系統將提示發現新的硬件設備，并要求安裝其驅動程序。IDT82P2284配置流程見圖2。

圖2 IDT82P2284配置流程

CN8478屬于一個多功能的PCI設備，即在一個PCI槽上有兩個功能完全獨立的設備。這兩個設備的設備標識是不一樣的，系統就根據這個設備標識來安裝相應的驅動程序。兩個驅動程序在這里分別命名為Link驅動和Phy驅動。

插入卡的驅動程序，使用DriverStudio 3.1進行開發[3]，其DriverWizard能夠快速生產WDM程序框架，用戶只需要在框架內相應部分編寫與設備配置、控制相關的部分代碼就可以。Phy驅動程序比較簡單，只是實現了對IDT82P2284的配置。其配置流程如圖2。

相比Phy驅動程序，Link驅動程序要復雜的多，其實現的主要功能有：MUSYCC寄存器配置，消息描述符鏈表配置，中斷描述符隊列配置，發送數據交互控制等等，其配置流程如圖3所示。

圖3 CN8478配置流程

3 應用編程[4]

Link和 Phy驅動都通過E1Api與上層應用程序進行交互，應用程序可以是窗口程序或控制臺程序。應用程序讀取發送數據文件，然后將數據傳給Api，由Api負責提交給驅動程序。目前，通過反復測試，得出一個端口最多可以支持 4個帶高阻的接收負載。在測試中，使用東進廠商信令采集設備進行校對，插入卡發出的數據和東進設備接收數據完全一致。

4 結語

目前，本信令數據發生器已經研制成功，利用應用程序界面，用戶可以控制產生E1，或T1速率的信號；在時隙構成上，可以選擇64K，N×64K；在上層傳輸協議，可以選擇低速信令、高速信令和幀中繼。在E1卡的研發過程中，作為信令消息數據的信號源，為E1卡的接收功能實現和性能改進提供了很好的支撐；同時，在E1卡的生產測試中，為產品測試提供了仿真現場的檢測手段。目前，本信令數據發生器不足之處在于還不能支持通過配置文件，控制數據發送。

[1] 李貴山，陳金鵬.PCI局部總線及其應用[M].西安：西安電子科技大學出版社，2003：129.

[2] 王誠，吳繼華，范麗珍.Altera FPGA/CPLD設計[M].北京:人民郵電出版社，2005：51.

[3] 武安河,邰銘,于洪濤.Windows 2000 XP WDM設備驅動程序開發[M].第2版.北京:電子工業出版社,2003：49.

[4] 代毅，谷上宇，張云麟.七號信令MAP消息及其在CDMA中的應用[J].通信技術，2003(08):1.