如何设计与实现基于MT9075数字中继接口？

由于数字技术和计算机技术的发展，传统的模拟交换机已经被程控数字交换机所取代，数字中继接口是数字交换机中不可或缺的部分。本文就是利用Mitel公司生产的MT9075芯片来实现数字中继接口的功能。

1、MT9075芯片简介[1]

MT9075是　Mitel　公司推出的一个可以产生并处理PCM30信号的器件，不仅合并了PCM30成帧器、线性接口部件(UU)和链路控制器，还具有时钟同步、中断控制、同步处理与差错保护、CAS信令、CCS信令处理、信号回送等功能。通过MT9075提供的并行微处理器接口，主CPU可对其状态字进行读写控制和中断接收处理，从而方便地实现对线路信令的控制和处理。用MT9075来实现数字中继接口既可以减轻CPU的负担，又可以简化系统硬件和软件的设计。

2、硬件电路设计

本文采用ARM芯片S3C44B0作为主控CPU，来完成对整个系统的控制;用MT8980作为数字交换网络部分的核心器件;用MT9075作为数字中继接口的核心器件。图1为数字中继接口的具体电路。电路设计是根据芯片要求设计必要的外围电路，MT9075有3个主要端口：

1)线路接口，传输的码流是2.048M　bit/s的双极性HDB3码，具有PCM30/32系统的帧结构，用于连接PCM30/32基群线路。[2]　通过外接发送和接收两变压器与外部中继线相连，其中，TX1、TX2为线路发送端，经一阻抗匹配电路连接一个1：2的发送变压器;RX1、RX2为线路接收端，经一阻抗匹配电路连接一个1：1的接收变压器。

2)ST—BUS接口，传输的码流是2.048M　bit/s的单极性码，码流具有PCM30/32系统的帧结构，其中DSTi连接数字交换芯片MT8980的输出通道STO，DSTo连接MT8980的输入通道STI。

3)处理机接口，A0～A5，DO～D7，CS，R/W　等。MT9075与处理机的接口可采用两种接法：INT或MOT，这里采用INT接法。MT9075的地址线A0～A4、DO～D7直接与S3C44B0的相应的地址线和数据线相连，作为S3C44B0的一个外部扩展器件占用一定的地址空间。S3C44B0通过片选信号NGCS5和/RD、/WR读写信号对MT9075进行控制。[3]

此外，MT9075可以自动监控各种同步状态，比如位同步、基本帧同步、CRC-4多帧同步、远程多帧同步。无论这几种同步中的任何一个出现丢失的情况，均无法完成正常通信，为使通信稳定，本文中MT9075的20MHz定时信号以及系统时钟C4b(4.096　MHz)和基本帧同步信号Fob(8kHz)由高稳频时钟产生器直接给出，MT9075能够利用内部的数字锁相环从这些信号中自动分频产生64　kHz的内部时钟和2.048　MHz的位同步时钟E2o。

图1　MT9075　电路图

3、软件部分设计

软件分别从对MT9075的读写控制、初始化处理以及数字中继处理程序三方面进行介绍。MT9075分配的地址是S3C44B0的NGCS5下的一部分地址，其基地址为0a000000，定义如下：

#define　　　　MT9075_Page　　　　　(*(volatile　unsigned　char　*)　0x0a000000)

其页类的控制字的地址分别为0a000010～0a00001f，如Page　01H下Multiframe、National　Bit　Buffer　and　Data　Link　Selection　Word　和Mode　Selection　Control　Word地址分别为0a000010和0a000011，定义如下：

#define　　　MT9075_ADDR0　　　　(*(volatile　unsigned　char　*)　0x0a000010)

#define　　　MT9075_ADDR1　　　　(*(volatile　unsigned　char　*)　0x0a000011)

3.1　对MT9075的读写控制

对MT9075的读写控制主要分为2个步骤：第一步选择要读写的控制字页号，第二步对该页内的控制字进行读写控制操作。如对MT9075进行软复位，代码如下所示：

MT9075_Page　=　0x01;　　　//选择Page　01H(Master　Control　1)

MT9075_ADDR1　=　0x20;　　//对Page　01H下的控制字Mode　Selection　Control　Word(11H)//进行写操作设置MT9075软件复位，写入控制字0x20

3.2　对MT9075的初始化处理

在系统上电的时候需要对MT9075进行初始化处理，包括MT9075软件复位、中断处理、CAS模式选择、阻抗工作方式设置、JA模式设置、DSTo输出使能、传输信号设置等方面。

为使代码简洁，用一个函数代替了上面对MT9075读写控制的两个步骤，函数如下：

Control_9075　(PageNo，　RegAddr，　Wdata)

{　　MT9075_Page　=　PageNo;

RegAddr　=　Wdata;　　　　　　｝

对MT9075的初始化代码如下：

Control_9075　(0x01，MT9075_Addr1，　0x20);

Control_9075　(0x01，MT9075_Addr11，　0xff);

Control_9075　(0x01，MT9075_Addr10，　0xc8);

Control_9075　(0x01，MT9075_Addr1，　0x82);

Control_9075　(0x01，MT9075_Addr15，　0x02);

Control_9075　(0x02，MT9075_Addr8，　0xa0);

Control_9075　(0x02，MT9075_Addr3，　0x04);

Control_9075　(0x01，MT9075_Addr10，　0x8c);

Control_9075　(0x01，MT9075_Addr2，　0x9f);

Control_9075　(0x05，MT9075_Addr1，　0xff);

Control_9075　(0x05，MT9075_Addr2，　0xff);

...　　...　　　　　　　　　　　　　　　　　　...　　...

Control_9075　(0x05，MT9075_Addr15，　0xff);

当CPU需要发送话路的线路信令时，可以通过对Page　05H　(Transmit　Channel　Associated　Signalling　Page)的相关寄存器进行操作。在初始化的最后是对Page　05H中的控制字进行操作，向MT9075_Addr1到MT9075_Addr15中写入ff，使得输出通道DSTo在上电后输出为高电平，在上面省略了向MT9075_Addr3到MT9075_Addr14中写ff几行代码。

3.3　数字中继处理程序

在实现过程中，信令部分是自己设计的一个简单协议，不是标准的E1信令。信令在DSTo和DSTi的第16时隙中传输，同步信令在第0时隙中传输，主叫方的信令通过接口线传输到达被叫中继，存入被叫方MT9075的寄存器中，被叫方CPU通过读取寄存器中的信令内容来执行相应的操作，被叫方信令到达主叫方和这个过程相反。图2为一用户通过数字中继呼叫另一用户的示意图。此图假定被叫方不忙，若此过程中任一时刻被叫方忙，则发送被叫忙的信息给主叫方，让主叫方关闭已开通道等待下次呼叫。图3为数字中继处理程序的基本流程图。[!--empirenews.page--]

图2　数字中继呼叫示意图

4、结束语

应用以上方案设计的数字中继续接口电路的硬件软件都已调试通过，工作稳定，能够满足用户的正常使用。用单片MT9075可以同时实现30对用户的交换工作，考虑到用户不在同时通话，即可以非常方便的实现更多用户的交换工作。

图3　数字中继处理程序基本流程图