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　　1 手持式2M誤碼測試儀系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)

　　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(shè)計技術(shù)，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(shè)計技術(shù)的一種綜合設(shè)計，具有功能強大、技術(shù)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(dāng)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(jié)構(gòu)如圖l所示。

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　　硬件部分中CS21354芯片：接收方向的時鐘/數(shù)據(jù)恢復(fù)電路可以接收到的AMI/HDB3編碼的E1信號轉(zhuǎn)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(yīng)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(yīng)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(shè)備的電源供應(yīng)，包括電池供電和外接電源供電兩種方式。由于是手持式設(shè)備，采用電池供電時，整個設(shè)備應(yīng)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(yīng)一個功能，如控制光標(biāo)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(shè)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(dāng)將其用作El接口時，其幀結(jié)構(gòu)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(zhuǎn)換，還具AMI、HDB3及B8ZS線路編碼，幀標(biāo)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(yīng)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(jié)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(shè)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(biāo)志;具有電源失效寫保護，允許±10%的VCC電源容差。

　　2 2M測試模塊設(shè)計

　　2.1 電路設(shè)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(fù)模塊進行B8ZS和HDB3解碼，時鐘和PCM數(shù)據(jù)恢復(fù)、線路編碼混亂監(jiān)測及信號丟失檢測。當(dāng)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(dāng)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(fù)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(zhuǎn)發(fā)器產(chǎn)生2046kbit/s數(shù)據(jù)流、生產(chǎn)幀、CRC復(fù)幀及CAS復(fù)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(zhuǎn)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(zhuǎn)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(shè)計

　　誤碼儀的軟件按照軟件工程的要求進行設(shè)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(zhuǎn)到管理控制模塊，通過調(diào)用相關(guān)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(jié)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(jié)果的打印。誤碼儀的所有與硬件有關(guān)的操作都以標(biāo)準函數(shù)形式提供，上層應(yīng)用程序與硬件不發(fā)生任何聯(lián)系，而是通過標(biāo)準函數(shù)訪問。由SOPC Builder應(yīng)用軟件生成的用戶邏輯接口來完成對CS21354的硬件驅(qū)動。上層應(yīng)用程序?qū)τ脩暨壿嫷暮瘮?shù)調(diào)用即可完成對CS21354的操作。

　　3 結(jié)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(shè)計中的設(shè)計思路和設(shè)計方案。本設(shè)計采用目前非常先進的軟硬件協(xié)同設(shè)計的SOPC技術(shù)方案完全是可行的，測試結(jié)果表明，該設(shè)計的技術(shù)指標(biāo)達到了設(shè)計要求。具有非常廣闊的應(yīng)用前景。