基于MT9075数字中继接口的设计与实现
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摘要： MT9075是具有多功能、高集成度的数字接口芯片，本文给出了一种利用该芯片设计数字中继接口的方案，分析了系统硬件和软件的结构。给出了MT9075与CPU和数字交换网络的接口电路，并就如何通过软件对MT9075进行读写控制给出了详细的描述。
关键词： 数字中继接口； MT9075； 读写控制
由于数字技术和计算机技术的发展，传统的模拟交换机已经被程控数字交换机所取代，数字中继接口是数字交换机中不可或缺的部分。本文就是利用Mitel公司生产的MT9075芯片来实现数字中继接口的功能。
1、MT9075芯片简介[1]
MT9075是 Mitel 公司推出的一个可以产生并处理PCM30信号的器件，不仅合并了PCM30成帧器、线性接口部件(UU)和链路控制器，还具有时钟同步、中断控制、同步处理与差错保护、CAS信令、CCS信令处理、信号回送等功能。通过MT9075提供的并行微处理器接口，主CPU可对其状态字进行读写控制和中断接收处理，从而方便地实现对线路信令的控制和处理。用MT9075来实现数字中继接口既可以减轻CPU的负担，又可以简化系统硬件和软件的设计。
2、硬件电路设计
本文采用ARM芯片S3C44B0作为主控CPU，来完成对整个系统的控制；用MT8980作为数字交换网络部分的核心器件；用MT9075作为数字中继接口的核心器件。图1为数字中继接口的具体电路。电路设计是根据芯片要求设计必要的外围电路，MT9075有3个主要端口：
1)线路接口，传输的码流是2.048M bit/s的双极性HDB3码，具有PCM30/32系统的帧结构，用于连接PCM30/32基群线路。[2] 通过外接发送和接收两变压器与外部中继线相连，其中，TX1、TX2为线路发送端，经一阻抗匹配电路连接一个1：2的发送变压器；RX1、RX2为线路接收端，经一阻抗匹配电路连接一个1：1的接收变压器。
2)ST—BUS接口，传输的码流是2.048M bit/s的单极性码，码流具有PCM30/32系统的帧结构，其中DSTi连接数字交换芯片MT8980的输出通道STO，DSTo连接MT8980的输入通道STI。
3)处理机接口，A0～A5，DO～D7，CS，R/W 等。MT9075与处理机的接口可采用两种接法：INT或MOT，这里采用INT接法。MT9075的地址线A0～A4、DO～D7直接与S3C44B0的相应的地址线和数据线相连，作为S3C44B0的一个外部扩展器件占用一定的地址空间。S3C44B0通过片选信号NGCS5和/RD、/WR读写信号对MT9075进行控制。[3]
此外，MT9075可以自动监控各种同步状态，比如位同步、基本帧同步、CRC-4多帧同步、远程多帧同步。无论这几种同步中的任何一个出现丢失的情况，均无法完成正常通信，为使通信稳定，本文中MT9075的20MHz定时信号以及系统时钟C4b(4.096 MHz)和基本帧同步信号Fob（8kHz）由高稳频时钟产生器直接给出，MT9075能够利用内部的数字锁相环从这些信号中自动分频产生64 kHz的内部时钟和2.048 MHz的位同步时钟E2o。
图1 MT9075 电路图
3、软件部分设计
软件分别从对MT9075的读写控制、初始化处理以及数字中继处理程序三方面进行介绍。MT9075分配的地址是S3C44B0的NGCS5下的一部分地址，其基地址为0a000000，定义如下：
#define MT9075_Page (*(volatile unsigned char *) 0x0a000000)
其页类的控制字的地址分别为0a000010～0a00001f,如Page 01H下Multiframe、National Bit Buffer and Data Link Selection Word 和Mode Selection Control Word地址分别为0a000010和0a000011，定义如下：
#define MT9075_ADDR0 (*(volatile unsigned char *) 0x0a000010)
#define MT9075_ADDR1 (*(volatile unsigned char *) 0x0a000011)
3.1 对MT9075的读写控制
对MT9075的读写控制主要分为2个步骤：第一步选择要读写的控制字页号，第二步对该页内的控制字进行读写控制操作。如对MT9075进行软复位，代码如下所示：
MT9075_Page = 0x01; //选择Page 01H（Master Control 1）
MT9075_ADDR1 = 0x20; //对Page 01H下的控制字Mode Selection Control Word（11H）//进行写操作设置MT9075软件复位，写入控制字0x20
3.2 对MT9075的初始化处理
在系统上电的时候需要对MT9075进行初始化处理，包括MT9075软件复位、中断处理、CAS模式选择、阻抗工作方式设置、JA模式设置、DSTo输出使能、传输信号设置等方面。
为使代码简洁，用一个函数代替了上面对MT9075读写控制的两个步骤，函数如下：
Control_9075 (PageNo, RegAddr, Wdata)
{ MT9075_Page = PageNo;
RegAddr = Wdata; }
对MT9075的初始化代码如下：
Control_9075 (0x01,MT9075_Addr1, 0x20);
Control_9075 (0x01,MT9075_Addr11, 0xff);
Control_9075 (0x01,MT9075_Addr10, 0xc8);
Control_9075 (0x01,MT9075_Addr1, 0x82);
Control_9075 (0x01,MT9075_Addr15, 0x02);
Control_9075 (0x02,MT9075_Addr8, 0xa0);
Control_9075 (0x02,MT9075_Addr3, 0x04);
Control_9075 (0x01,MT9075_Addr10, 0x8c);
Control_9075 (0x01,MT9075_Addr2, 0x9f);
Control_9075 (0x05,MT9075_Addr1, 0xff);
Control_9075 (0x05,MT9075_Addr2, 0xff);
... ... ... ...
Control_9075 (0x05,MT9075_Addr15, 0xff);
当CPU需要发送话路的线路信令时，可以通过对Page 05H (Transmit Channel Associated Signalling Page)的相关寄存器进行操作。在初始化的最后是对Page 05H中的控制字进行操作，向MT9075_Addr1到MT9075_Addr15中写入ff，使得输出通道DSTo在上电后输出为高电平，在上面省略了向MT9075_Addr3到MT9075_Addr14中写ff几行代码。
3.3 数字中继处理程序
在实现过程中，信令部分是自己设计的一个简单协议，不是标准的E1信令。信令在DSTo和DSTi的第16时隙中传输，同步信令在第0时隙中传输，主叫方的信令通过接口线传输到达被叫中继，存入被叫方MT9075的寄存器中，被叫方CPU通过读取寄存器中的信令内容来执行相应的操作，被叫方信令到达主叫方和这个过程相反。图2为一用户通过数字中继呼叫另一用户的示意图。此图假定被叫方不忙，若此过程中任一时刻被叫方忙，则发送被叫忙的信息给主叫方，让主叫方关闭已开通道等待下次呼叫。图3为数字中继处理程序的基本流程图。
图2 数字中继呼叫示意图
4、结束语
应用以上方案设计的数字中继续接口电路的硬件软件都已调试通过，工作稳定，能够满足用户的正常使用。用单片MT9075可以同时实现30对用户的交换工作，考虑到用户不在同时通话，即可以非常方便的实现更多用户的交换工作。
图3 数字中继处理程序基本流程图
参考文献：
[1]MT9075B E1 single Chip Transceiver Preliminary Informat1on, 1999
[2]姚仲敏．MT9075B及其在通信中的应用．哈尔滨工业大学学报第36卷第7期，2004（7）．988．
[3] 寇向晖，陈利学，田家林. 基于S3C44B0X＋μcLinux 的嵌入式以太网设计与分析.微计算机信息，2005，12-2；53-54
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