摘要：DS3144在一塊硅片上集成了四個(gè)獨(dú)立的DS3/E3成幀器，包括在四路單獨(dú)的DS3或E3信道產(chǎn)生幀并對其進(jìn)行格式化所必需的全部電路。器件中的每一個(gè)成幀器都是獨(dú)立配置，支持具有告警檢測與生成功能的M23 DS3、DS3 C位奇偶或G.751幀格式。DS3144可以不使用粘合邏輯與各種LIU、微處理器總線和其他系統(tǒng)元件連接。連接到LIU的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)可以是二進(jìn)制(NRZ)或雙極性(POS/NEG)數(shù)據(jù)，并提供內(nèi)部B3ZS/HDB3編、解碼器。DS3154四LIU提供在物理層與DS3、E3或STS-1線路接口的必要功能。每一個(gè)LIU有一個(gè)獨(dú)立的接收和發(fā)送通道以及一個(gè)內(nèi)置的抖動衰減器。DS3154的每一個(gè)端口獨(dú)立配置。DS3154可以采用硬件配置或CPU總線配置。

本應(yīng)用筆記也適用于下面的Dallas Semiconductor成幀器和Dallas Semiconductor LIU：

DS3/E3 Framer	Description
DS3141	Single-Port Framer
DS3142	Dual-Port Framer
DS3143	Triple-Port Framer
DS3146	6-Port Framer
DS3148	8-Port Framer
DS31412	12-Port Framer
DS3/E3/STS-1 LIU	Description
DS3151	Single-Port LIU
DS3152	Dual-Port LIU
DS3153	Triple-Port LIU

DS3144接收成幀器LIU接口引腳

接收正數(shù)據(jù)輸入/接收NRZ數(shù)據(jù)輸入(RPOS/RNRZ)：如果MC1寄存器中的BIN = 0，LIU接口處于雙極性模式(POS/NEG)。這種模式下，AMI格式的串行數(shù)據(jù)流隨時(shí)鐘輸入成幀器。外部LIU 的RPOS = 1表示線上接收到正脈沖，LIU的RNEG = 1表示線上接收到負(fù)脈沖。如果BIN = 1，成幀器處于二進(jìn)制(NRZ) LIU接口模式。在這種模式下，成幀器在RNRZ引腳隨時(shí)鐘輸入二進(jìn)制格式的串行數(shù)據(jù)。RNRZ = 1表示數(shù)據(jù)流中的一個(gè)1，RNRZ = 0表示數(shù)據(jù)流中的一個(gè)0。

接收負(fù)數(shù)據(jù)輸入/接收線路代碼違反輸入(RNEG/RLCV)：如果MC1寄存器中的BIN = 0，LIU接口處于雙極性模式(POS/NEG)。這種模式下，成幀器隨時(shí)鐘輸入交替符號反轉(zhuǎn)(AMI)格式的串行數(shù)據(jù)流。外部LIU的RPOS = 1表示線上接收到正脈沖，LIU上的RNEG = 1表示線上接收到一個(gè)負(fù)脈沖。如果BIN = 1，成幀器處于二進(jìn)制(NRZ) LIU接口模式。在這種模式下，成幀器在RNRZ引腳隨時(shí)鐘輸入二進(jìn)制格式的串行數(shù)據(jù)流，在RLCV引腳輸入線路代碼違反。

接收時(shí)鐘輸入(RCLK)：RCLK用來將數(shù)據(jù)從RPOS/RNEG (雙極性LIU接口模式)或RNRZ (二進(jìn)制LIU接口模式)送入接收成幀器。如果MC5寄存器中的RCLKI = 0，數(shù)據(jù)在RCLK的上升沿進(jìn)入成幀器。如果RCLKI = 1，數(shù)據(jù)在RCLK的下降沿進(jìn)入成幀器。從LIU得到的RCLK通常具有±20ppm以內(nèi)的精確度，但是成幀器也能在RCLK上接收高達(dá)52MHz的間隙時(shí)鐘，比如從那些將DS3和E3映射至SONET/SDH或從中反映射的IC中得到的時(shí)鐘。

DS3144發(fā)送格式化LIU接口引腳

發(fā)送正數(shù)據(jù)輸出/發(fā)送NRZ數(shù)據(jù)輸出(TPOS/TNRZ)：如果MC1寄存器的BIN = 0，LIU接口處于雙極性(POS/NEG)模式。在這種模式下，發(fā)送格式化器以AMI格式輸出串行數(shù)據(jù)流。TPOS = 1告訴外部LIU要在線上驅(qū)動一個(gè)正脈沖，TNEG = 1告訴LIU在線上驅(qū)動一個(gè)負(fù)脈沖。如果BIN = １，LIU接口處于二進(jìn)制(NRZ)模式。在這種模式下，發(fā)送格式化器在TNRZ引腳上以二進(jìn)制格式輸出串行數(shù)據(jù)流。TNRZ = 1表示數(shù)據(jù)流中的一個(gè)1，TNRZ = 0表示0。

發(fā)送負(fù)數(shù)據(jù)輸出(TNEG)：如果MC1寄存器中的BIN = 0，LIU接口處于雙極性(POS/NEG)模式。這種模式下，發(fā)送格式化器以AMI格式輸出串行數(shù)據(jù)流。TPOS = 1告訴外部LIU在線上驅(qū)動一個(gè)正脈沖，TNEG = 1告訴LIU在線上驅(qū)動一個(gè)負(fù)脈沖。如果BIN = 1，LIU接口處于二進(jìn)制(NRZ)模式。這種模式下，發(fā)送格式化器在TNRZ引腳上以二進(jìn)制格式輸出串行數(shù)據(jù)流，并且TNEG被置低。

發(fā)送時(shí)鐘輸出(TCLK)：TCLK用于發(fā)送成幀器從TPOS/TNEG (雙極性LIU接口模式)或TNRZ (二進(jìn)制LIU接口模式)輸出時(shí)鐘數(shù)據(jù)。如果MC5寄存器的TCLKI = 0，數(shù)據(jù)在TCLK的上升沿送出格式化器。如果TCLKI = 1，數(shù)據(jù)在TCLK下降沿輸出。TCLK通常TICLK的緩沖輸出(可選擇反相)。當(dāng)線路環(huán)回或載荷環(huán)回激活時(shí)，TCLK是RCLK的緩沖輸出(可選擇反相)。當(dāng)TICLK上沒有時(shí)鐘信號并且MC1：LOTCMC=1時(shí)，TCLK是RCLK緩沖輸出(可選擇反相)。

DS3154接收-LIU成幀器接口引腳

接收器正AMI/接收器數(shù)據(jù)(RPOS/RDAT)：當(dāng)接收器被配置為雙極性接口時(shí)(RBIN = 0)，每次接收到正AMI脈沖RPOS都為高脈沖。當(dāng)接收器配置為二進(jìn)制接口時(shí)(RBIN = 1)，RDAT輸出解碼二進(jìn)制數(shù)據(jù)。RPOS/RDAT在RCLK的下降沿(RCINV = 0)或RCLK的上升沿(RCINV = 1)刷新。

接收器負(fù)AMI/線路代碼違反(RNEG/RLCV)：當(dāng)接收器被配置為雙極性接口時(shí)(RBIN = 0)，每次接收到負(fù)AMI脈沖RNEG都為高脈沖。當(dāng)接收器配置為二進(jìn)制接口時(shí)(RBIN = 1)，RLCV產(chǎn)生高脈沖表示代碼違反。RNEG/RLCV在RCLK的下降沿(RCINV = 0)或在RCLK的上升沿(RCINV = 1)刷新。

接收器時(shí)鐘(RCLK)：恢復(fù)的時(shí)鐘在RCLK引腳輸出。恢復(fù)的數(shù)據(jù)在RCLK的下降沿(RCINV = 0)或RCLK的上升沿(RCINV = 1)從RPOS/RDAT和RNEG/RLCV引腳輸出。信號丟失期間(RLOS = 0)，RCLK輸出信號從LIU主時(shí)鐘獲得。

DS3154傳送-LIU成幀器接口引腳

發(fā)送器正AMI/發(fā)送器數(shù)據(jù)(TPOS/TDAT)：當(dāng)發(fā)送器配置為雙極性接口時(shí)(TBIN = 0)，TPOS為高時(shí)線上發(fā)送正脈沖。發(fā)送器配置為二進(jìn)制接口時(shí)(TBIN = 1)，TDAT上的數(shù)據(jù)經(jīng)過B3ZS或HDB3編碼后發(fā)送。TPOS/TDAT在TCLK的上升沿(TCINV = 0)或TCLK的下降沿(TCINV = 1)采樣。

發(fā)送器器負(fù)AMI (TNEG)：當(dāng)發(fā)送器配置為雙極性接口時(shí)(TBIN = 0)，TNEG為高時(shí)在線上傳送負(fù)脈沖。當(dāng)發(fā)送器配置為二進(jìn)制接口時(shí)(TBIN = 1)，TNEG被忽略并置高或置低。TNEG在TCLK的上升沿(TCINV = 0)或TCLK的下降沿(TCINV = 1)采樣。

發(fā)送器時(shí)鐘(TCLK)：DS3 (44.736MHz _20ppm)、E3 (34.368MHz _20ppm)或STS-1 (51.840MHz _20ppm)時(shí)鐘作用在該信號。要發(fā)送的數(shù)據(jù)在TCLK上升沿(TCINV = 0)或TCLK下降沿(TCINV = 1)從TPOS/TDAT和TNEG引腳移入器件。

接口所需的DS3144與DS3154寄存器:

表1所示為對應(yīng)于最高級別配置、控制以及包括復(fù)位、時(shí)鐘、引腳控制和線路接口功能在內(nèi)的每一個(gè)成幀器狀態(tài)的DS3144寄存器。

表1. DS3144線路接口寄存器映射

ADDR.	REGISTER	BIT 7	BIT 6	BIT 5	BIT 4	BIT 3	BIT 2	BIT 1	BIT 0
01h	MC1	LOTCMC	ZCSD	BIN	MECU	AECU	TUA1	DISABLE	RST
02h	MC2	OSTCS	TCCLK	N/A	N/A	N/A	DLB	LLB	PLB
03h	MC3	TDENMS	TSOFC	TOHENI	TOHI	TSOFI	TICLKI	TDATI	TDENI
04h	MC4	RDENMS	ROOFI	RLOSI	RDATH	RSOFI	ROCLKI	RDATI	RDENI
05h	MC5	RNEGI	RPOSI	RCLKI	TNEGH	TPOSH	TNEGI	TPOSI	TCLKI
06h	ISR1	N/A	N/A	N/A	N/A	INT4	INT3	INT2	INT1
08h	MSR	LORC	LOTC	T3E3	FEAC	HDLC	BERT	COVF	N/A
09h	MSRL	LORCL	LOTCL	N/A	N/A	N/A	N/A	COVFL	OSTL
OAh	MSRIE	LORCIE	LOTCIE	T3E3IE	FEACIE	HDLCIE	BERTIE	COVFIE	OSTIE

注：有下劃線的位是只讀位。標(biāo)有N/A的位是未定義位。未定義位是為將來功能升級保留的，必須寫為邏輯 0并且在讀取的時(shí)候忽略。

表2所示為DS3144 DS3/E3成幀器寄存器。在此寄存器地址映射中，帶下劃線的位是只讀位。標(biāo)有N/A的位是未定義位。未定義位是為將來功能升級保留的，必須寫為邏輯 0并在讀取的時(shí)候忽略。

表2中的寄存器對應(yīng)于最高級配置、控制以及DS3和E3模式下的每一個(gè)成幀器的狀態(tài)。

表2. DS3144 DS3/E3成幀器寄存器映射

ADDR.	REGISTER	BIT 7	BIT 6	BIT 5	BIT 4	BIT 3	BIT 2	BIT 1	BIT 0
10	T3E3CR1	E3SnC1	E3SnC0	T3IDLE	TRAI	TAIS	TPT	CBEN	DS3M
11	T3E3CR2	FRESYNC	N/A	TFEBE	AFEBED	ECC	FECC1	FECC0	E3CVE
12	T3E3EIC	MEIMS	FBEIC1	FBEIC0	FBEI	T3CPBEI	T3PBEI	EXZI	BPVI
18	T3E3SR	N/A	N/A	SEF	T3IDLE	RAI	AIS	OOF	LOS
19	T3E3SRL	COFAL	N/A	SEFL	T3IDLEL	RAIL	AISL	OOFL	LOSL
1A	T3E3SRIE	COFAIE	N/A	SEFIE	T3IDLEIE	RAIIE	AISIE	OOFIE	LOSIE
1B	T3E3IR	RUA1	T3AIC	E3Sn	N/A	EXZL	MBEL	FBEL	ZSCDL
20	BPVCR1	BPV7	BPV6	BPV5	BPV4	BPV3	BPV2	BPV1	BPV0
21	BPVCR2	BPV15	BPV14	BPV13	BPV12	BPV11	BPV10	BPV9	BPV8
22	EXZCR1	EXZ7	EXZ6	EXZ5	EXZ4	EXZ3	EXZ2	EXZ1	EXZ0
23	EXZCR2	EXZ15	EXZ14	EXZ13	EXZ12	EXZ11	EXZ10	EXZ9	EXZ8
24	FECR1	FE7	FE6	FE5	FE4	FE3	FE2	FE1	FE0
25	FECR2	FE15	FE14	FE13	FE12	FE11	FE10	FE9	FE8
26	PCR1	PE7	PE6	PE5	PE4	PE3	PE2	PE1	PE0
27	PCR2	PE15	PE14	PE13	PE12	PE11	PE10	PE9	PE8
28	CPCR1	CPE7	CPE6	CPE5	CPE4	CPE3	CPE2	CPE1	CPE0
29	CPCR2	CPE15	CPE14	CPE13	CPE12	CPE11	CPE10	CPE9	CPE8
2A	FEBECR1	FEBE7	FEBE6	FEBE5	FEBE4	FEBE3	FEBE2	FEBE1	FEBE0
2B	FEBECR2	FEBE15	FEBE14	FEBE13	FEBE12	FEBE11	FEBE10	FEBE9	FEBE8

DS3154可以工作在硬件模式或者CPU總線模式。

在硬件模式下，將輸入引腳置為高或低就可以進(jìn)行所有配置。所有的狀態(tài)信息在狀態(tài)輸出引腳得以體現(xiàn)。硬件模式下內(nèi)部寄存器不可訪問。HW引腳被拉高時(shí)(HW = 1)器件配置為硬件模式。

在CPU總線模式下，大多數(shù)硬件模式下的配置引腳和狀態(tài)引腳被重新分配成地址、數(shù)據(jù)和控制線，它們與8位微處理器總線接口。HW引腳置低(HW = 0)時(shí)器件配置為CPU總線模式。

除了HW引腳外，硬件模式下的配置引腳和狀態(tài)引腳在CPU總線模式下都有相應(yīng)的寄存器位。硬件模式引腳和CPU總線模式寄存器位有相同的名稱和功能，不同的是所有寄存器位都是高有效。表3為DS3154的寄存器映射，可以用來與DS3144進(jìn)行接口連接。

表3. DS3154的寄存器映射

ADDR.	REGISTER	BIT 7	BIT 6	BIT 5	BIT 4	BIT 3	BIT 2	BIT 1	BIT 0
00h	GCR1	E3M	STS	LLB	RLB	TDSA	TDSB	-	RST
01h	TCR1	-	TBIN	TCINV	TJA	TPD	TTS	TLBO	-
02h	RCR1	ITU	RBIN	RCINV	RJA	RPD	RTS	RMON	RCVUD
03h	SR1	-	-	TDM	PRBS	-	-	RLOL	RLOS
04h	SRL1	-	-	TDML	PRBSL	PBERL	RCVL	RLOLL	RLOSL
05h	SRIE1	-	-	TDMIE	PRBSIE	PBERIE	RCVIE	RLOLIE	RLOSIE
06h	RCVL1	RCV[7]	RCV[6]	RCV[5]	RCV[4]	RCV[3]	RCV[2]	RCV[1]	RCV[0]
07h	RCVH1	RCV[15]	RCV[14]	RCV[13]	RCV[12]	RCV[11]	RCV[10]	RCV[9]	RCV[8]
O8h-0Fh	TEST	-	-	-	-	-	-	-	-

在成幀器和LIU之間實(shí)現(xiàn)接口

DS3144器件總是開啟上電復(fù)位功能。復(fù)位之后，除了RDATH和TUA1被設(shè)置位1外，所有的讀/寫控制寄存器位都被復(fù)位至0。有關(guān)器件復(fù)位的工作細(xì)節(jié)可以從數(shù)據(jù)資料中獲得(www.maxim-ic.com.cn/DS3144)。器件復(fù)位以后，DS3144需要配置為DS3或E3。任何模式下，MC1寄存器中的TUA1位和MC4寄存器中的RDATH位必須清零。復(fù)位時(shí)這些位被置為1以便在發(fā)送LIU接口(TPOS/TNEG)和接收系統(tǒng)接口(RDAT)產(chǎn)生未成幀的全1 (E3 AIS)信號。

復(fù)位之后，缺省的DS3144 LIU接口格式為帶有B3ZS/HDB3編、解碼的雙極性(POS/NEG)格式。為了將復(fù)位之后的成幀器工作格式改為不帶B3ZS/HDB3編、解碼的二進(jìn)制(NRZ)格式(編、解碼在成幀器中關(guān)閉，但在LIU中應(yīng)開啟)，MC1寄存器中的BIN位需要設(shè)置為1。

成幀器接口格式與DS3154 B3ZS/HDB3解碼器

數(shù)據(jù)可以以二進(jìn)制或雙極性格式輸出。為了選擇雙極性接口格式，RBIN引腳需要在硬件模式下置低。在CPU總線模式下，RBIN配置位需要清零。

在雙極性格式下，B3ZS/HDB3解碼器被關(guān)閉，恢復(fù)的數(shù)據(jù)經(jīng)過緩存在RPOS和RNEG輸出。RPOS = 1時(shí)表示接收到正極性脈沖，RNEG = 1時(shí)表示接收到負(fù)極性脈沖。

在雙極性接口格式下，接收器簡單的讓接收數(shù)據(jù)通過而不進(jìn)行BPV或EXZ檢查。為了選擇二進(jìn)制接口格式，RBIN引腳應(yīng)該在硬件模式下置高。在CPU總線模式下，RBIN配置位需置1。

在二進(jìn)制格式下，B3ZS/HBD3解碼器開啟，對恢復(fù)數(shù)據(jù)進(jìn)行解碼，并在RDAT引腳以二進(jìn)制數(shù)輸出。RLCV引腳可以標(biāo)記出代碼違反。

為了支持與各種相鄰元件的接口，RCLK的極性可以反轉(zhuǎn)。通常，數(shù)據(jù)在RCLK的下降沿從RPOS/RDAT和RNEG/RLCV引腳輸出。為了在RCLK的上升沿從這些引腳輸出數(shù)據(jù)，RCINV引腳需要在硬件模式下置高，或者在CPU總線模式下將RCINV配置位設(shè)置為1。

RCLK、RPOS/RDAT和RNEG/RLCV引腳具有三態(tài)模式，支持保護(hù)開關(guān)和冗余LIU應(yīng)用。這種三態(tài)性能支持兩個(gè)或更多個(gè)LIU線或在一起，由系統(tǒng)處理器選擇其中一個(gè)為有效工作。為了使RCLK、RPOS/RDAT和RNEG/RLCV成為三態(tài)，將RTS引腳置高或RTS配置位置1。圖1所示為Dallas Semiconductor成幀器DS3144與Dallas Semiconductor LIU DS3154的功能框圖。

圖1. 成幀器和LIU的功能框圖

總結(jié)

關(guān)于設(shè)計(jì)成幀器和LIU之間硬件接口的更多幫助信息，請參考DS3144DK數(shù)據(jù)資料，可以在線獲得www.maxim-ic.com.cn/DS3144DK。

關(guān)于Dallas Semiconductor成幀器和LIU之間與/或接口連接工作情況的更多問題請通過電子郵件 [email protected]聯(lián)系Dallas Semiconductor Telecommunications應(yīng)用支持小組(English only)或者打電話至972-371-6555 (English only)。