HDLC协议芯片PT7A6525及其在交换机中的应用

摘要 在数字程控交换机或网络设计中，通常采用HDLC高级数据链路控制协议。PT7A6525是百利通(Pericom)公司生产的具有2个完全独立的全双工信道的HDLC协议处理器芯片。本文介绍了该芯片的原理及其时钟模式，给出了实际应用中交换网与PT7A6525的连接框图及信令消息读写程序，并对其在数字程控交换机中的应用加以说明。
关键词 HDLC PT7A6525 FIFO 数字程控交换机

1 概 述
    HDLC协议不依赖于任何一种字符编码集；数据报文可透明传输，用于实现透明传输的“0比特插入法”易于硬件实现；全双工通信，不必等待确认便可连续发送数据，有较高的数据链路传输效率；所有帧均采用CRC校验，对信息帧进行顺序编号，可防止漏收或重发，传输可靠性高；传输控制功能与处理功能分离，具有较大的灵活性。
    笔者曾撰文介绍过MT8952B，并收到不少读者对相关问题的咨询。随着电子技术的不断发展，交换机的交换容量要求也越来越高，通信量也越来越大，具有19字节FIFO的MT8952B已远远不能满足用户的需求。HDLC芯片有64字节FIFO，传输信息可以不受限制。PT7A6525 HDLC协议控制器有以下特点：支持2个完全独立的全双工HDLC信道，符合X．25第二层标准数据格式，前向序列的产生和检测，单字节地址识别，具有微处理器端口，灵活操作和控制寄存器，发送和接收有64个字节的FIF0缓冲区，多路数据链路握手信号，高速串行时钟输出(8 Mbps)，符合ST—BUS的可编程的通道选择和时隙控制，灵活的协议控制功能，低功耗ISO一CMOS技术。其适用的主要应用领域包括：数据链路控制和协议产生，数字设备、PBXs和专用数据网，ISDN基本数据的D通道控制器，数据网络接口电路的C通道控制器，内部通信处理等。PT7A6525内部结构如图1所示。

2 PT7A6525寄存器
    PT7A6525 HDLC协议控制器，处理符合CCITT建议的X．25(第2层)由包交换协议定义的协议结构和帧数据。通过零位插入和删除技术获得数据传输的透明性。在发送数据的过程中，自动产生HDLC帧标志(OlllllO)和FCS(Frame Check Sequence)帧校验序列字段以及帧异常中止、信道空闲和其他接收状态，因而PT7A6525将准备发送的数据自动构成HDLC帧。在接收端，把来自远方的HDLC帧进行FCS校验，并恢复原始数据。
    PT7A6525有2个端口：一个是串行端口，用来发送和接收数据包；另一个是并口，允许在单片机系统总线和协议处理器之间并行传输数据。这个接口包括数据总线(D0～D7)、地址总线(A0～A6)、时钟、片选(CS)和读／写控制等，微处理器可以读／写协议处理器的各个寄存器。表1给出这些寄存器的地址，寄存器的详细描述可参考PT7A6525的数据手册。

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3 PT7A6525时钟模式
    PT7A6525每个通道支持的时钟模式有内部时钟晶振(OSC)模式、独立的波特率发生器(BRG)和数字脉冲锁相环(DPLL)模式。可通过设置寄存器产生接收和发送时钟：内部时钟产生可以通过OSC、BRG和DPLL获得，外部时钟可以通过TxCLK／RxCLK获得。总之可通过信道配置寄存器1(CCRl)软件设置产生8种不同的时钟模式，如表2所列。

    本文以外部时钟模式O为例加以详细介绍，主要适用于点对点或点对多点连接，分别同步于收发引脚。

4 PT7A6525在交换机中的应用连接图
    本文给出的示例为单板一主网间通信，采用点对多点、主从方式的串行HDLC通信。连接框图如图2所示。其中主网控制板的HDLC控制器作为主，其他单板的HDLC作为从。主网控制板的HDLC按地址轮询其他单板，只有轮询到的单板可以应答。
    单板的接收线经驱动连到HDLC控制器。单板的发送线经驱动后再送到背板。此驱动的输出受单板的逻辑控制，具体控制分几种情况：a．上电复位时，逻辑控制为高阻输出。b．MCU死机时，引起复位，也控制为高阻输出，以防止单板长期占用总线。c．当轮询此单板时，单板发送数据前先使能输出，发送结束后再置为高阻，让出总线。
    单板的HDLC控制器采用的是本文介绍的双路HDLC芯片PT7A6525直接与HDLC芯片(如主网控制层用PT7A6632)相连。A6～A0为协议控制器的寄存器地址选择，单片机可以读／写这些寄存器，串口可以传送／接收数据包，也可以连接到数字传输媒介或数字接口电路，如MT8972、MT8980等。例如TxD和RxD可以与MT8980的母线相连。

5 PT7A6525数据读／写应用实例
    根据前面的介绍，参考图2的应用连接图(具体接口图可参考芯片手册等)可以控制寄存器，达到所需的目的。在实际应用中，文中给出点到点模式的读取和发送数据子程序实例，以供参考。

5．1 读取数据
    PT7A6525数据的读取在外部中断里实现。当有数据到达时，INT拉低，微处理器产生中断，可以在外部中断服务程序中操作。

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    在实际应用中，接收的数据可能不正确，这时可以读取外部中断寄存器接收溢出标志，若为1，则读取数据并放弃。若发送的数据不确定字节数，则可以判断FIFO状态寄存器中接收FIFO结束标志，这样就能确保数据的正确性。
5．2 发送数据
    PT7A6525既可以在中断里发送数据，也可以在程序执行中发送。假设要发送的数据放入缓冲区t_pt7a6525[MSG_LEN]。在下面的实例中，消息长度MSG_LEN很灵活，可为任意值，可发送超过32字节。注意每次最多发送32字节，在最后发送数据小于32字节时，将命令寄存器的XTF和XME位写1，表明数据包发送结束。

6 PT7A6525在程控数字交换机中的应用
    在程控数字交换机中，最广泛应用的就是交换信令的传输和接收。微处理器根据收到的信令或消息，进行相应的操作。如收到SETUP消息，需发送SETUP ACKNOWLEDGE。再根据消息的不同，进行不同的话路接续、语音接续、电路控制等。而在程控数字交换机应用中，尤其是标准的信令如N0．7、DSSl信令，局问的通信量较大，1条协议鉴别语(protocol discriminator)多数需要32字节甚至更多，文中给出Q．931协议鉴别语中的消息建立(SETUP)实例供参考。
    Q．93l协议规定了每个消息要包含协议鉴别语(pro—tocol discriminator)、呼叫参考(call reference)、消息类型(message type)、其他信息单元(0ther information ele—ments，as required)几部分，如下所示：