HDLC協(xié)議芯片PT7A6525及其在交換機(jī)中的應(yīng)用

摘要 在數(shù)字程控交換機(jī)或網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)中，通常采用HDLC高級(jí)數(shù)據(jù)鏈路控制協(xié)議。PT7A6525是百利通(Pericom)公司生產(chǎn)的具有2個(gè)完全獨(dú)立的全雙工信道的HDLC協(xié)議處理器芯片。本文介紹了該芯片的原理及其時(shí)鐘模式，給出了實(shí)際應(yīng)用中交換網(wǎng)與PT7A6525的連接框圖及信令消息讀寫程序，并對(duì)其在數(shù)字程控交換機(jī)中的應(yīng)用加以說(shuō)明。
關(guān)鍵詞 HDLC PT7A6525 FIFO 數(shù)字程控交換機(jī)

1 概 述
??? HDLC協(xié)議不依賴于任何一種字符編碼集；數(shù)據(jù)報(bào)文可透明傳輸，用于實(shí)現(xiàn)透明傳輸?shù)摹?比特插入法”易于硬件實(shí)現(xiàn)；全雙工通信，不必等待確認(rèn)便可連續(xù)發(fā)送數(shù)據(jù)，有較高的數(shù)據(jù)鏈路傳輸效率；所有幀均采用CRC校驗(yàn)，對(duì)信息幀進(jìn)行順序編號(hào)，可防止漏收或重發(fā)，傳輸可靠性高；傳輸控制功能與處理功能分離，具有較大的靈活性。
??? 筆者曾撰文介紹過(guò)MT8952B，并收到不少讀者對(duì)相關(guān)問(wèn)題的咨詢。隨著電子技術(shù)的不斷發(fā)展，交換機(jī)的交換容量要求也越來(lái)越高，通信量也越來(lái)越大，具有19字節(jié)FIFO的MT8952B已遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足用戶的需求。HDLC芯片有64字節(jié)FIFO，傳輸信息可以不受限制。PT7A6525 HDLC協(xié)議控制器有以下特點(diǎn)：支持2個(gè)完全獨(dú)立的全雙工HDLC信道，符合X．25第二層標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)格式，前向序列的產(chǎn)生和檢測(cè)，單字節(jié)地址識(shí)別，具有微處理器端口，靈活操作和控制寄存器，發(fā)送和接收有64個(gè)字節(jié)的FIF0緩沖區(qū)，多路數(shù)據(jù)鏈路握手信號(hào)，高速串行時(shí)鐘輸出(8 Mbps)，符合ST—BUS的可編程的通道選擇和時(shí)隙控制，靈活的協(xié)議控制功能，低功耗ISO一CMOS技術(shù)。其適用的主要應(yīng)用領(lǐng)域包括：數(shù)據(jù)鏈路控制和協(xié)議產(chǎn)生，數(shù)字設(shè)備、PBXs和專用數(shù)據(jù)網(wǎng)，ISDN基本數(shù)據(jù)的D通道控制器，數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)接口電路的C通道控制器，內(nèi)部通信處理等。PT7A6525內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖1所示。

2 PT7A6525寄存器
??? PT7A6525 HDLC協(xié)議控制器，處理符合CCITT建議的X．25(第2層)由包交換協(xié)議定義的協(xié)議結(jié)構(gòu)和幀數(shù)據(jù)。通過(guò)零位插入和刪除技術(shù)獲得數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐该餍?。在發(fā)送數(shù)據(jù)的過(guò)程中，自動(dòng)產(chǎn)生HDLC幀標(biāo)志(OlllllO)和FCS(Frame Check Sequence)幀校驗(yàn)序列字段以及幀異常中止、信道空閑和其他接收狀態(tài)，因而PT7A6525將準(zhǔn)備發(fā)送的數(shù)據(jù)自動(dòng)構(gòu)成HDLC幀。在接收端，把來(lái)自遠(yuǎn)方的HDLC幀進(jìn)行FCS校驗(yàn)，并恢復(fù)原始數(shù)據(jù)。
??? PT7A6525有2個(gè)端口：一個(gè)是串行端口，用來(lái)發(fā)送和接收數(shù)據(jù)包；另一個(gè)是并口，允許在單片機(jī)系統(tǒng)總線和協(xié)議處理器之間并行傳輸數(shù)據(jù)。這個(gè)接口包括數(shù)據(jù)總線(D0～D7)、地址總線(A0～A6)、時(shí)鐘、片選(CS)和讀／寫控制等，微處理器可以讀／寫協(xié)議處理器的各個(gè)寄存器。表1給出這些寄存器的地址，寄存器的詳細(xì)描述可參考PT7A6525的數(shù)據(jù)手冊(cè)。

3 PT7A6525時(shí)鐘模式
??? PT7A6525每個(gè)通道支持的時(shí)鐘模式有內(nèi)部時(shí)鐘晶振(OSC)模式、獨(dú)立的波特率發(fā)生器(BRG)和數(shù)字脈沖鎖相環(huán)(DPLL)模式?？赏ㄟ^(guò)設(shè)置寄存器產(chǎn)生接收和發(fā)送時(shí)鐘：內(nèi)部時(shí)鐘產(chǎn)生可以通過(guò)OSC、BRG和DPLL獲得，外部時(shí)鐘可以通過(guò)TxCLK／RxCLK獲得?？傊赏ㄟ^(guò)信道配置寄存器1(CCRl)軟件設(shè)置產(chǎn)生8種不同的時(shí)鐘模式，如表2所列。

??? 本文以外部時(shí)鐘模式O為例加以詳細(xì)介紹，主要適用于點(diǎn)對(duì)點(diǎn)或點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)連接，分別同步于收發(fā)引腳。

4 PT7A6525在交換機(jī)中的應(yīng)用連接圖
??? 本文給出的示例為單板一主網(wǎng)間通信，采用點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)、主從方式的串行HDLC通信。連接框圖如圖2所示。其中主網(wǎng)控制板的HDLC控制器作為主，其他單板的HDLC作為從。主網(wǎng)控制板的HDLC按地址輪詢其他單板，只有輪詢到的單板可以應(yīng)答。
??? 單板的接收線經(jīng)驅(qū)動(dòng)連到HDLC控制器。單板的發(fā)送線經(jīng)驅(qū)動(dòng)后再送到背板。此驅(qū)動(dòng)的輸出受單板的邏輯控制，具體控制分幾種情況：a．上電復(fù)位時(shí)，邏輯控制為高阻輸出。b．MCU死機(jī)時(shí)，引起復(fù)位，也控制為高阻輸出，以防止單板長(zhǎng)期占用總線。c．當(dāng)輪詢此單板時(shí)，單板發(fā)送數(shù)據(jù)前先使能輸出，發(fā)送結(jié)束后再置為高阻，讓出總線。
??? 單板的HDLC控制器采用的是本文介紹的雙路HDLC芯片PT7A6525直接與HDLC芯片(如主網(wǎng)控制層用PT7A6632)相連。A6～A0為協(xié)議控制器的寄存器地址選擇，單片機(jī)可以讀／寫這些寄存器，串口可以傳送／接收數(shù)據(jù)包，也可以連接到數(shù)字傳輸媒介或數(shù)字接口電路，如MT8972、MT8980等。例如TxD和RxD可以與MT8980的母線相連。

5 PT7A6525數(shù)據(jù)讀／寫應(yīng)用實(shí)例
??? 根據(jù)前面的介紹，參考圖2的應(yīng)用連接圖(具體接口圖可參考芯片手冊(cè)等)可以控制寄存器，達(dá)到所需的目的。在實(shí)際應(yīng)用中，文中給出點(diǎn)到點(diǎn)模式的讀取和發(fā)送數(shù)據(jù)子程序?qū)嵗?，以供參考?/P>

5．1 讀取數(shù)據(jù)
??? PT7A6525數(shù)據(jù)的讀取在外部中斷里實(shí)現(xiàn)。當(dāng)有數(shù)據(jù)到達(dá)時(shí)，INT拉低，微處理器產(chǎn)生中斷，可以在外部中斷服務(wù)程序中操作。

在實(shí)際應(yīng)用中，接收的數(shù)據(jù)可能不正確，這時(shí)可以讀取外部中斷寄存器接收溢出標(biāo)志，若為1，則讀取數(shù)據(jù)并放棄。若發(fā)送的數(shù)據(jù)不確定字節(jié)數(shù)，則可以判斷FIFO狀態(tài)寄存器中接收FIFO結(jié)束標(biāo)志，這樣就能確保數(shù)據(jù)的正確性。
5．2 發(fā)送數(shù)據(jù)
??? PT7A6525既可以在中斷里發(fā)送數(shù)據(jù)，也可以在程序執(zhí)行中發(fā)送。假設(shè)要發(fā)送的數(shù)據(jù)放入緩沖區(qū)t_pt7a6525[MSG_LEN]。在下面的實(shí)例中，消息長(zhǎng)度MSG_LEN很靈活，可為任意值，可發(fā)送超過(guò)32字節(jié)。注意每次最多發(fā)送32字節(jié)，在最后發(fā)送數(shù)據(jù)小于32字節(jié)時(shí)，將命令寄存器的XTF和XME位寫1，表明數(shù)據(jù)包發(fā)送結(jié)束。

6 PT7A6525在程控?cái)?shù)字交換機(jī)中的應(yīng)用
??? 在程控?cái)?shù)字交換機(jī)中，最廣泛應(yīng)用的就是交換信令的傳輸和接收。微處理器根據(jù)收到的信令或消息，進(jìn)行相應(yīng)的操作。如收到SETUP消息，需發(fā)送SETUP ACKNOWLEDGE。再根據(jù)消息的不同，進(jìn)行不同的話路接續(xù)、語(yǔ)音接續(xù)、電路控制等。而在程控?cái)?shù)字交換機(jī)應(yīng)用中，尤其是標(biāo)準(zhǔn)的信令如N0．7、DSSl信令，局問(wèn)的通信量較大，1條協(xié)議鑒別語(yǔ)(protocol discriminator)多數(shù)需要32字節(jié)甚至更多，文中給出Q．931協(xié)議鑒別語(yǔ)中的消息建立(SETUP)實(shí)例供參考。
??? Q．93l協(xié)議規(guī)定了每個(gè)消息要包含協(xié)議鑒別語(yǔ)(pro—tocol discriminator)、呼叫參考(call reference)、消息類型(message type)、其他信息單元(0ther information ele—ments，as required)幾部分，如下所示：