金融税控收款机系统中Modem的解决方案

1 Modem所要求的特点
    金融税控收款机系统中的Modem与通用的Modem有很大差异。它只进行数据的传输，并不需要语言和传真功能，要求具有下面3个特点。
(1)同时支持同步传输与异步传输
    根据现有《销售点终端(POS)入网技术要求和检测方法YD／T 938—1997》标准的要求，POS以同步传输方式时，采用高级数据链路控制规程(HDLC)不平衡正常响应方式(NRM)的规程。所以，与普通的异步Modem不一样，金融税控收款机系统中的Modem应支持同步传输。
(2)兼容低速稳定少量数据传输与高速异步大量数据传输
    金融税控收款机通过PSTN网与银行系统相连时，传输的金融数据量少。一个ISO8583的签到包不超过60字节，所要求的通信速率也只要符合CCIT V.22bis，最高传输速率只有2400 bps，但是要求高可靠。当其与税务系统相连时，传输的税务数据较大。如果要上传2个月的发票打印数据到税务系统的话，可达到1 MB，即使用56 kbps的Modem来传输，也要传3min左右，因此，要求金融税控收款机Modem的传输速率要高。
(3)支持快速连接握手控制
    普通Modem通信前的握手时间达到十几秒钟左右，甚至更长，这在金融税控收款机系统中是不能忍受的。如果传输几十字节，握手时间达这么长的话，传输效率太低。金融税控收款机的Modem与银行系统通信时，要求握手建立时间越短越好，要达到毫秒级，即要求其Modem可以支持快速握手方式。

2 Modem整体方案
    CX86500+CX20493芯片组Modem是Conexant公司生产的可以广泛应用于各种嵌入式系统的Modem。它支持CCITT V.92，并向下兼容；支持v.29 FastPOS和V.22bis快速连接协议，特别适合应用于POS行业；支持V.80同步访问模式，可以通过异步方式发送同步数据。这套Modem芯片组包括1个Modem芯片(CX86500)，1个SmartDAA芯片(CX20493)，1个数字隔离器(DIB)和很少的分立元件。
Modem芯片(CX86500)内部集成了MCU、DSP、RAM和ROM，有28脚和38脚TSSOP两种封装形式。28脚封装的芯片与DTE接口是9线串行接口，38脚封装的芯片兼容9线串行接口与8位并行总线接口。
    SmartDAA芯片(CX20493)是一个集成线侧器件，用SmartDAA芯片可以替代传统Modem方案中由模拟变压器、继电器和光电隔离器组成的DAA。采用28脚的QFN封装或32脚的LQFP封装，体积很小，可以将Modem做得很小巧，以满足现代嵌入式系统的要求。
    CX86500+CX20493芯片组Modem的整体方案如图1所示。

3 Modem方案在系统中的应用
3.1系统硬件实现
    在金融税控收款机系统中，外围设备多是串行通信的，如密码键盘、手写板等。下面也以串行方式的Modem为例，详细说明基于CX86500+CX20493芯片组Modem方案在金融税控收款机系统中的应用。
    由于Modem芯片(CX86500)内部集成了MCU、DSP、RAM和ROM，其外围元件很少，只要加入时钟和复位电路就可以了。图2详细说明了Modem部分的原理。其中与数字隔离器(DIB)相连接的4个信号，PWRCLKP和PWRCLKN是时钟和电源信号的两极，DIB_DATAP
和DIB_DATAN是数据信号的正负两极。
    以CX20493为主芯片的集成线侧器件省去了变压器、继电器和光耦等大体积元件，外围的分立元件都可以采用表面贴元件实现。数字隔离器采用Conexant公司指定的元件，尺寸也很小。图3是CX20493集成线侧器件32脚LQFP封装的硬件接口示意。

3. 2系统软件实现
    金融税控收款机系统中的Modem通过PSTN网，与税务系统相连，可以实现网上报税，采用异步传输以及X Modem通信协议；与金融系统相连，可以实现金融数据的网上传输，采用基于ITUV.80的HDLC通信协议。Modem部分的程序设计采用模块化设计，包括Modem初始化模块，拔号与呼叫模块，数据格式变换模块，数据通信模块，通信结束处理模块。虽然Modem部分的程序可以归纳成以上的几部分，但是在税务系统与金融系统两方面的应用，除拔号与呼叫模块外的其他模块的具体内容基本不一样。
    由于基于异步Modem的文件传输协议的资料很多，下面只详细介绍基于异步方式用V.80协议实现CX86500+CX20493芯片组Modem在金融税控收款机系统与银行之间的同步HDLC数据的传输。
3. 2. 1 Modem的初始化
    Modem的初始化工作采用标准AT命令实现对Modem各参数的设置。由于要在异步通信口上实现HDLC的同步数据传输，还要设置V.80协议的各种参数。以使用V.29快速连接方式为例，具体的AT命令如下：
    AT％CO<cr>               ；禁止数据压缩
    AT＼NO<cr>               ；操作模式选择(选择正常
                             ；速度缓冲模式)
    AT+A8E=,,,O<cr>          ；禁止V8bis
    AT$F4<cr>                ；使能V.29快速POS方式
    AT+ES=6，，8<cr>         ；使能V.80同步访问模式
    AT+ESA=O，O,,,1，O<cr>   ；使能CRC校验
    ATSl7=5<cr>              ；POS选项
3. 2. 2数据格式变换
    通过Modem的异步口进行HDLC的同步数据传输，采用ITU V.80协议，CX86500+CX20493芯片组Modem在金融税控收款机系统中的程序的数据格式变换主要是对V.80协议的解析。例如，按3．2．1的方式进行初始化，拔完号码握上手后，Modem收到“19 BE 24 24”，表示的就是连接速率为9600bps。数据格式的变换包括对带内命令的解析与组合、信息数据的V.80处理等。这部分程序不包括组拆ISO38583数据包的处理，其中信息数据的v.80处理就是对ISO8583数据包的V.80处理。

3. 2. 3通信模式
    金融税控收款机系统中的Modem通过PSTN网与银行系统相连，采用的高级数据链路控制规程(HDLC)不平衡正常响应方式(NRM)的同步传输规程类别，其通信模式如图4所示。

    对于V.80协议来说，握上手后，收到“30 93 19 B1”，表示收到SNRM命令；而发送“30 73 19B1”，表示发送UA响应。当然，这些内容的处理程序是放在数据格式变换部分的。

4  总 结
    嵌入式Modem方案比较多，专门用于POS行业的低速单片Modem的解决方案有TDK公司的73系列(如73M2901／5V)和Zilog公司的Z02922等；但是，这些都不是完全意义上的单片解决方案，要支持HDLC的同步方案都要外加CPU。只支持异步模式的高速Modem。方案也很多，但是要满足金融税控收款机特点的Modem就比较少。CX86500+CX20493芯片组Modem方案很好地解决了这一问题，使金融税控收款机中的Modem方案变得简单。