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标题: 基于PM5360的通道化0C48 POS线卡设计 [打印本页]

作者: 520503 时间: 2013-7-25 22:58 标题: 基于PM5360的通道化0C48 POS线卡设计

关键字：PM5360 通道化 POS SDH
　　SDH技术是最重要的宽带传输技术，其在IP网络中应用也十分广泛，是最重要的骨干网传输链路类型，因此开发POS(Packet over SDH，SDH网上传IP)线卡成为核心路由器等高端IP网络设备开发中的重点。

　　在实际使用中，SDH信号有2种：一种是整体信号(concatenated mode，在其速率等级标识中以“c”结尾)，这种信号直接采用高阶虚容器进行数据映射，如STM-16c信号类型的含义就是其内部帧结构是按照2．5 Gb／s的速率虚容器进行字节间插，而不是由多个低阶容器映射而得，因此无法将其明确的分为多个155 M或者622 M信号；另一种是通道化信号(channelized mode，在其速率等级结尾处没有“c”)，这种信号是由低阶虚容器逐级映射而得到，因此对STM-16信号，它可通过区分帧结构内部的字节阵列来得到多个155 M信号或者622 M信号。

　　对应于上述2种SDH信号，在POS传输中有2类线卡，一类用于处理整体SDH信号，一类用于处理通道化POS信号，这里重点讨论后者。通道化POS线卡在目前主要网络设备供应商的产品目录里较少提及，但是其应用领域却越来越广。随着宽带接入需求的不断发展，许多企事业单位都需要租用独享的链路，通道化的 POS不仅能够满足这一要求，而且由于其对信号的汇聚能力强，因此还有节省布线资源及维护升级和线路备份成本低等优点。因此，通道化线卡的应用前景非常好，而且已经在许多特种行业中得到广泛的应用。

　　本文首先对通道化0C48(2．5 G)的设计需求进行分析，据此提出了基于PM5360和FPGA的整体设计方案，鉴于链路层处理器件PM5360在设计中的独到之处以及使用中的难点，论文重点分析了其使用要点和难点，并给出了能够灵活支持多种模式的芯片配置方法和软件设计。

　　1 设计需求分析

　　0C48通道化线卡的设计除需要满足通道化POS信号的处理需求外，还需要根据其可能的应用领域进一步确定，主要包括：1)能够对通道化OC48信号进行最小粒度为0C3的处理，需要支持单一OC3、单一OCl2以及混合方式，通道化0C48模式下的每个0C12能够进一步通道化为更细粒度的4个 0C3；2)兼容非通道化的0C3c、OCl2c、OC48c信号处理；3)支持上述工作模式的动态配置；4)支持IP包的线速处理。

　　2 整体方案

　　根据现代路由器等IP报文路由转发设备的结构和功能需求，图l给出了通道化0C48接口的整体设计方案。

　　由于需要满足支持OC-3、OC-12和OC-48 3种不同速率的POS接口，因此选用Sumitomo Eleetric公司的SCP6802-GL和SCP6808-GL 2种型号的光器件，完成光电转换功能。其中SCP6802-GL支持155 M／622M 2种POS接入速率，SCP6808-GL支持2．5 G POS接入速率，2种器件的封装兼容，且支持热插拔，可以根据接口需求方便的转换。

　　链路层处理是线卡要完成的关键功能，根据需求分析，这里选用PMC公司的PM5360为主处理器，该器件采用“成帧器与物理接口一体化”设计思路，将链路层处理和物理层处理功能集成在单一芯片内部。

　　该器件支持l路OC48，或支持总速率不超过OC48的4路OC3与0C12的任意组合，并支持接口工作模式的动态改变；根据Internet工程任务组 (IETF)PPP工作组的RFC 2615(1619)／1662，执行基于SONET／SDH规范的点对点协议(PPP)：为POS或ATM应用提供SATURN POS-PHY第3层32位系统接口(时钟频率高达104 MHz)，即标准的SPl3接口；支持每个传输串行流的独立环路时钟工作方式；支持从每条线路端接收流至相应传输流的独立线路环回，以及支持从线路端传输流至相应线路端接收流接口的独立诊断环回；提供通用16位微处理器总线接口，用于配置、控制和状态监控；低功耗1．8 V CMOS核心逻辑，具有3．3 V CMOS／TTL兼容性数字输入和输出功能，PECL输入与输出符合3．3 V标准。

　　报文处理模块采用FPGA完成，根据对资源需求的估算，选择Xilinx公司的Virtex-II XC2VP70实现。在FPGA内部完成对于PPP帧的处理，此外，板级处理机还利用FPGA完成对各关键器件的初始化及相关配置。

　　PM5360通过一组SPI-3接口经接口适配模块进入FPGA内部。根据系统管理需求，线卡通过MPC860完成控制管理功能，基于VxWorks操作系统设计板级软件，完成初始化、各模块配置、运行状态监测、统计信息上报等功能。

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