ASDL收发器片上系统芯片的设计与实现Word格式.docx

ASDL收发器片上系统芯片的设计与实现Word格式.docx

《ASDL收发器片上系统芯片的设计与实现Word格式.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《ASDL收发器片上系统芯片的设计与实现Word格式.docx（12页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

技术中最具前景及竞争力的一种…。

虽然欧美一些先　进国家在ＡＳＤＬ示范网上取得了成功，但在当前Ｉｔ－ｎｒｅ　ｎｔ应用环境中，广泛应用ＡＳｅ的要ＤＬ还有阻力。

主要　原因是ＡＳ系统技术较为复杂，用集成电路（Ｃ）ＤＬ采１　设计方法，过印刷电路板（Ｃ）将多芯片集成为　通ＰＢ来系统，统实际性能并不理想，时使得ＡＳ设备　系同ＤＬ制作成本较高．此难以推广使用。

采用片上系统设　因计方法　ｌ４各个子系统有机地集成到一个芯片上　ｌ１　ｌ把去，以很好地克服多芯片集成系统所引起的系统性　可能问题，ＡＳ使ＤＬ真正成为一种高速、成本的Ｉｔ－低ｎｒｅ　

ｎｔ速接人技术。

本文　ｅ高介绍ＡＳ收发器片上　ＤＬ

均衡算法等；

拟前端ＡＥ核完成ＡＤ、Ａ转换、模Ｆ／Ｄ／　线路驱动及分离器功能；

Ｔ成帧器核完成ＡＭ帧　ＡＭＴ头定位及成帧功能，其中的逻辑电路完成ＣＣ编解　Ｒ

码．码与解码、Ｓ编解码、织与解交织和ＴＭ编　扰Ｒ交Ｃ

解码；

通过模式选择本设计可以工作于ＡＭ和ＳＭＴＴ　两种模式下；

本芯片还提供了控制通道（２２接　ＲＳ３口）实现对系统的管理、视和调试功能＝设计特　，监

点：

１模拟前端核与其他核集成在一起，免了线性　（）避驱动器件中常见的四个电源至少需要三个的情况，实　

系统芯片设计，出了硬　给件实现的具体描述。

１ＡＤＬ收发器片上　　Ｓ系统芯片总体设计　

设计的片上系统　（ｙｔ　ｏ　ａｈｐ）片　Ｓｓｍｎ　Ｃｉ芯ｅ

如图１示。

中存储器　所其

核采用ＮＭＩｌｃｒｎｃ　　Ｅｅｔｉｓｏ

存储器核，Ｃ采用Ｅｒｋ　Ｐ１ｕｅａ

Ｔｃｎｌｇ的Ｐ１核，ｅｈｏｙｏＣ　

ＤＰ核选用某公司的　ＳＤＰ核，Ｓ算法自主设　ＳＤＰ计开发。

ＭＵ核完成与ＤＰＣＳ　核、Ｔ成帧器核及各种接　ＡＭ口的通信、制、理功能，控管　

包括ＰＣ１总线接口、Ｓ接　ＵＢ口、　ＢＡＳＴ接口及内部　１０Ｅ—

总线的协调控制工作．通过　专用逻辑模块来完成；

ＰＤＳ　核致力于完成收发器设备中　各种核心算法，包括ＡＤＬＳ　

４８　

图１片上系统芯片　

《电子技术应用》２０年第７期　０１

通讯与皂视　

现了高效率、功耗的设计。

（）在局端ＤＬ接人复低２可Ｓ　用器中直接当作线卡来用，以提供高速因特网接人服　务。

３支持所有最新的ＡＳ（）ＤＬ标准，括ＡＳ　１４　包ＮＩＴ　１　３Ｉｕ　ＩＵ　９．ｓｅ２、　Ｇ９２１和ＩＩＧ９２２它还提供了Ｇ．ｓＴ＿ｌ　９　。

ｒ　　Ｌｔ作所需要的低开销、快速启动和再训练功能。

ｉｅ运　（）通过控制口提供配置和控制ＡＳ线的所有功　４ＤＬ能，轻主机控制器的管理负担。

减　ＳＭ接口在发送方向包括ＳＭＤｔＴＴ—ａａ和ＳＭ』Ｌ　ＴＫ两种信号，在接收方向包括ＳＭ－ａＴＤｔａ和ｓ　ＣＫ丽　ＴＬ种信号。

发送方向，Ｔ信号经过并串转换后．串　在ＳＭ以

行方式进行传送，Ｌ＿ａ０传送偶数比特，Ｌ＿ａ１ＳＴＤｔａＳＴＤｔ　ａ传送奇数比特，后在通道分类中根据外部微处理器　然的配置（过控制接口）数据送人ｆｔ道或者ｉ　通将ａ通ｓｎ—

ｔｒａｅ通道。

在接收方向，从　【道和ｉｔｒａｅ通　ｅｌｖｅ通ｎｅｌｖｅ

２芯片中的典型电路设计与实现　

２１　　ＡＴ成帧器设计　Ｍ

道中来的数据在通道合并中合并为串行数据，　ＳＲＤｔ０传送偶数比特，Ｌ—ａａＬ　ａａＳＲＤｔ１传送奇数比特，　再经过串并转换送到ＳＭ接口中。

其中，帧指示模　Ｔ超块主要产生指示超帧的信号（括接收和发进方向）包，　ＶＬ和ＲＱ是字节数据有效信号，ｒｅ信号是数据　ＡＥＦａｍ

ＡＭ成帧器完成用户数据接口功能。

用户数据接　Ｔ口将接收的Ｕｏｉｔａ接口或者ＳＭ接口数据分为快速　ｐＴ通道和交织通道，者将快速和交织通道的数据送人　或Ｕｏｉ口或者ＳＭ接口。

用户数据接口分为接收方　ｔａ接ｐＴ向和发送方向两个部分，送方向是由芯片外向芯片　发内．处理数据包括ＡＭ数据（ｔｉ所Ｔｕｐａ接口）ＳＭ数　ｏ、Ｔ据，将其组成为ＡＳＤＬ超帧．并分为交织通道和快速　通道；

收方向是将交织通道和快速通道的数据通过　接解帧等变换发送出去，也分为ｕｏ接口数据、Ｔ　ｔ一山ＳＭ数据。

其大致的结构如图２所示。

超帧开始信号．ＬＣＫ信号是超帧时钟：

根据Ｕｏｉｔａ协　－ｐ

议可以知道．ｔｐａ接口每个字节数据都是由一个时　Ｕｏｉ

钟周期来传送的，所以传送一个信元可以用５３个时　

钟周期。

发送方向和接收方向的同步时钟信号都是　在

由ＡＭ层发出的，可以把他们看成是异步时钟。

从　Ｉ

Ｕｔｉｏａ接口进人芯片的数据首先通过地址译码，选择　ｐ发送的端口地址，后由发送控制器控制从Ｕｏｉ然ｔａ接　ｐ

Ｕｏｉｔａ接口和　ｐＳＭ接口Ｔ　

图２用户数据接口　

《电子技术应用》２０年第７期　０１

四通工控ＡＢ软起动器经销商（１）２２１４６６６４　４　—００６６６４　２２１５９

通讯与电视　

口来的数据，它们存人发送缓冲，后到信元速率　将然接口控制器。

信元速率控制器模块的功能为：

　当　ＡＭ层发送的信元速率小于ＡＳＴＤＬ的下行传送数据速　率时，元速率控制器就插入一些空信元来使两者的　信数据速率匹配。

ＨＣ生成模块的功能：

处理信元的　ＥＨＣ，高出现滑码时的信元定界能力。

在处理信元　Ｅ提的ＨＣ过程中，果发生错误，以将错误发生次数　Ｅ如可在接收误码计数器中记录下来，于以后的性能监测　用中。

信元加扰模块的功能：

止在信元负荷中出现与　防ＨＣ相同的情况。

帧适配模块的功能：

信元数据流　Ｅ将整理成适于￣Ｌ超帧数据结构　一方面实现同步，ＡＤＳ　可以通过插入或者删除ＡＸ、Ｅ来实现帧的同步。

ＥＬＸ　在ＡＳ中可以通过填充字节ＬＸ、Ｅ来实现。

如　ＤＬＥＡＸ果发送时钟稍快一点，把固定的字节数用完，时　将这可以用ＬＸ、ＥＥＡＸ来传送数据。

如果发送时钟稍慢一　点，固定的字节数将不会被用完，这时候可以不用　ＬＸ、Ｅ字节。

种过程可以通过ｅｅ中的同步指示　ＥＡＸ这ｏ信号（ｂ来表示，外部微处理器来处理。

帧适配模　ｉ）由

块的另一方面功能是可以提取ａｃ、０、ｏｅｃｉ子节。

并　ｂ等个子信道分配一定的比特数，可以参考比特分配表　这格（韧始化时计算出来，放在缓存之中）　在存。

在接收方向，ＤＴ调制模块来的数据进入比特　从Ｍ解配，Ｉｅｅｖ对ｎｒａｅ数据再经过ｄｎｒａｅ块之后进　ｔｌｅｉｅｅｖ模ｔｌ入接收ＦＦ然后进入ＲＩＯ，Ｓ解码模块，发现错误时．当　将误码计数器加１计数结果将用于性能。

从Ｒ，ｓ解码　出来的数据经过解扰后，人组帧模块，这个模块　送在中，各个数据帧组台成超帧，后将数据进行ＣＣ将然Ｒ　校验，后送到用户数据接口。

最　

２３ＭＴ调制电路设计　　　Ｄ

ＤＴ调制是ＡＳＭＤＬ收发器片上系统芯片中的重要　

串转换模块的功能：

数据流进行并串转换后送人通　将

道分类模块。

通道分类模块的功能：

奇数和偶数的　将串行数据流台并成一列数据流，根据Ｕｏｉｔａ接口的　ｐｒＡｄ信号或者外部微处理器的配置（制接口中的　ｘｄ控寄存器）人ｆｔ道或者ｉｔｌｖ通道。

需要指出　送ａ通ｓｎｒａｅｅｅ的是接收方向与发送方向数据流向相反，再解释。

不　

２．数宇接口设计　２

模块之一，主要完成数据在每个子信道上的调制，它　的好坏直接关系到ＡＳ收发器芯片性能的好坏。

ＤＬ　ＤＴ中大部分的计算都通过ＤＰ来完成，ＦＴＩＦ　ＭＳ如Ｆ／ＦＴ、ＦＱ、ＥＥＴＱ、星座编码和解码、ｒｌＴｅｉ码和Ｖｔｂ解　ｌｓ编ｉｒｌｅ码等功能：

ＤＰ的联系主要通过数据和程序地址总　与Ｓ线来完成。

ＤＴ调制模块大致框图如图４所示：

Ｍ　在发送方向，数字接口来的数据流已经是每个　从子信道的比特分配流，种数据流在星座编码模块中　这进行星座编码，频域的比特流信号转换成时域的星　将座平面上的复数（ｉ信号，后进行２　ＱＭ调　Ｘ＋Ｙ）然ＤＡ制。

这时候可以选择Ｔｅｉ编码（维格状调制）用　ｒｌｌｓ四，以产生冗余比特来增强发送的可靠性　然后将经过星　座编码后的数据存人发送缓冲。

由于信道失真或者其　他的原因，缓冲出来的数据在频率和相位上都与主　从

时钟频率和相位不匹配：

所以为了调整这种不匹配，　从缓冲出来的数据先经过频率调整和增益微调　（Ｔ。

频率调整是调节发送频率，证发送频率和　ＦＧ）保理想频率的一致，Ｙ是调节每个子载波上的增益稀　ＦＧ疏。

然后再进入快速傅立叶逆变换（ＦＩ，频域的　ＩＦ’将）

根据ＡＳＤＬ协议要求，字接口主要将信道中的快　数

速和交织的数据经过扰码、ＥＦＣ编码后形成可以传送　

的数据。

大致框图如图３所示＝　在发送方向，用户数据接口来的ｆｓ（车）从ａｔ快通　道和ｉｅｅｖ（织）道的数据先分别进行ＣＣ校　ｎｒａｅ交ｔｌ通Ｒ验，后进入解帧模块，这个模块中，超帧分解为　然在将

个一个的数据帧，人缓冲中。

然后对ｆｔｉｅ－存ａ和ｍｒｓ　ｌｖ数据分别进行加扰，种加扰是对每个数据帧进　ｅｅａ这行加扰，扰后的数据进入Ｒ加ｓ编码模块，后进入发　之送ＦＦ对于ＩｅｅｖＩＯ。

ｎｒａｅ数据，发送ＦＦ出来以后就　ｔｌ从ＩＯ进行交织处理，后将两种数据进行比特分配，每　然对

一

ＤＴ符号转换成时域的信号，送人发送缓冲之中，Ｍ最　后送人模拟前端接口。

　在接收方向，模拟前端接口来的数据是经过时　从域均衡（Ｅ以后的，些数据首先进入接收缓冲，ＴＱ）这　之后进入快速傅立叶变换（丌）将时域的ＤＴ信号　Ｆ，Ｍ转换成频域的信号（１５２点）然后在频域均衡（Ｅ　，ＦＱ）和相位调整模块中消除相应的干扰，送人接收缓冲．　Ｒ　ｘ之后进行星座解码，从而　将星座平面的复数点转换　

为比特流。

如果接收的数　据使用了Ｔｅｉｒｌｌｓ编码，那　么在星座解码后的数据将　再通过Ｖｔｂｉｒｉ解码模块之　ｅ后，人数字接口。

送　在第６４个子信道中传　送的时导频信号，在发送　和接收方向都是通过　

图３数字接口框图　

ＤＰＩＬ　数字锁相环来保证　

《电子技术应用》２０年第７期　０１

遁讯与电视　

时量　　　：

、　

．　

譬　　着　　。

　喜譬譬重条轰篙、　蓁　　。

　焉　　置、　嚣

时譬　　翌　兰笔　嘉茎　’南　　言麓主处”　薹　件萎　譬　蒿　差　；

墨　蹇墨　　３譬　　嘎的　要耋ｉ　ｑ功ｉ　主　　辜？

、快主　　　曼　耄差　要　３　　．４　蠢”’。

　　曼要　　妻　：

霪发鍪＿传　Ｂ　　　　号试难较。

Ｍ片试　【术度大ｓ芯测没技ｃ＝露　耄２抽备　　７Ｈ则６样ｋ　：

　圣　要利　　是磊磊茹　　　。

。

轰　　　：

　产内的需钟其中内部所需时钟包括：

ＰＮＮ　　……　　。

Ⅱ；

八’¨

”生部所时曼ｉ．源．ｏＮ．　　　Ｕ　Ｉ？

钟　　　　Ｃ蓄里术　川　　　　；

　　。

，：

．．　

—　

．

，

ｚ，

。

1本文由v5zl29qrnx贡献

设计的片上系统　（ｙｔ　ｏ