用于SDH交叉连接的芯片

    大容量无阻塞TU干线单元支路交叉连接器设计是实现SDH(同步数字结构)2.5G光传输高端设备的关键技术之一，也是体现设备性能的一个重要指标。由于TU支路交叉连接需要进行时分和空分交换，需要处理多种TU规格，并且交换颗粒度小，因此所需的电路规模比较大，成本相对很高。例如要实现一个1008×1008路的TU-12级交换矩阵，如果使用现有的规模为126×126路的商业芯片来拼接就需要几十块芯片，实现起来十分复杂。

    ITU-T(国际电信联盟)的SDH建议中的映射路线有两条主干，一条是北美路线，一条是欧洲路线。我国采用的是欧洲路线，主要电路接口是E1和E3/DS3，从满足市场实际需求，降低成本的出发点考虑，简化不使用的映射结构就可以显著降低电路规模，从而有可能实现单片超大规模的交换能力，这样可以大大降低SDH设备交换板的设计难度，降低成本，提高产品可靠度。

    RC7830是为完成SDH中TU交叉连接功能而设计的超大规模集成电路，单片实现了1008×1008 TU-12的无阻塞全交换功能，也可以交换TU-3和AU-4结构，并允许TU-12/TU-3/AU-4混合使用。为了适应SDH设备更大容量的交叉连接需求，RC7830又提供级联使用功能，不需要任何辅助器件就可以组成更大的交换矩阵，最多可实现48个STM（同步传输方式）-1中所有TU-12、TU-3、AU-4的无阻塞全交叉连接。

    子网连接保护倒换是SDH实现自愈的方法之一，也是最有效的保护策略，倒换时间要求不大于50ms。当线路(如STM-16传输线路）出现故障时将引起大量支路出现AIS告警，产生倒换请求，微处理器需要配置大量倒换数据，容易造成倒换时间超标。RC7830采取了交换控制双页面设置的方法，对应每一个通道，都有双页互为保护。微处理器事先将正常工作路由和保护路由写入RC7830，RC7830监视通道的AIS（告警指示信号)状态，一旦检测出AIS即时触发倒换，从而快速实现自动倒换功能，可以大大缩短倒换时间，提高设备性能。倒换后，保护页转换为工作页，直至下一次微处理器重新设置或检出AIS为止。

    另外，RC7830的主要服务对象是SDH的2.5G设备，当16个STM-1同时使用时可能会引起板间线数过密的问题，为此，RC7830设计有77MHz总线工作模式，外部接口的输入输出数据速率为77Mb/s，内部交换速率仍为38MHz，此时，每组总线的低2位引脚为有效引脚，其余不用的引脚可以悬空（芯片内对输入引脚已设计了上拉电阻）。

    RC7830也可以用在多光口的155M/622M系统中，当16组STM-1总线不必全部使用时，可关闭不用的总线，将工作功耗降至最低，此时被关闭总线的输出状态为三态。虽然RC7830的交叉连接容量大、功能多，但使用方便、灵活。外部可连接TUPP处理器PMC-Sierra的PM5362；交叉连接过程由本地处理器控制实现。处理器控制可以通过并行总线或8.192Mb/s SC串行总线两种方式实现。

    RC7830内部功能框图如图1所示。

主要接口

    电信总线接口（Sdia I/F、Sdo I/F）：

    RC7830提供38MHz和77MHz两种STM-1总线工作模式。在不同的总线工作模式下，STM-1输入输出数据总线速率不同。在38MHz模式下，每组总线为4bit半字节数据。当工作在77MHz时，每组总线的低两位引脚作为输入输出引脚。芯片内还可对每组输入数据总线进行BIP-8的软校验检查。不论是主动关闭的数据总线还是处于无效状态，不用的引脚都可以悬空。任何一个输出数据通道，对于TU-12、TU-3、AU-4都可以来自级联使用时的前一级芯片或本片的交换单元，或由用户插入人工码、输出AIS、设置为通道三态，具体方式由微处理器的软件控制。

    控制总线接口：

    RC7830的几乎所有功能都由微处理器的软件来控制并实现，考虑到当板上芯片较多、线密度较大时，为缓解布线难度，芯片在设计时不仅支持并行总线控制接口，而且支持串行总线控制接口。两个接口不可同时使用，由管脚ScoMp控制。

    微处理器并行总线接口（MP I/F）：

    当引脚ScoMp为‘0’时有效。RC7830采用128个接口寄存器和基于二次地址的扩展寄存器结构，其中包括64个直接地址，64个二次地址。二次地址共有两种：特殊二次地址和普通二次地址。特殊二次地址对应的是控制信息，普通二次地址对应的是通道的交换信息。寻址哪一种二次地址由直接地址的第六个地址中的数据的高两bit来决定。

    8Mb/s串行控制总线接口（SC I/F）：

    当管脚ScoMp为‘1’时有效。

    SC控制总线为8KHz帧频的8.192Mb/s信号，每帧为128个字节，对应128个接口寄存器，每帧可更新一遍芯片的接口寄存器。其接口应用如图2所示。

    SO开销状态总线（SO I/F）：

    RC7830还设计了SO开销状态总线。若前端芯片可以完成对TU支路的AIS检测，则可通过SO开销状态总线直接将检测结果送至RC7830，触发保护倒换。该总线也是8KHz帧频同步的8.192Mb/s信号，与8Mb/s的SC串行控制总线共用帧头及时钟。只在单片使用时有效。

芯片级联使用方法

    RC7830具有4组输入扩展总线Sdib，可实现将多片RC7830级联使用，从而扩大芯片的交叉连接能力，用户可根据实际需要选择级联规模，比如2×2、3×3等，最大可实现4×4的级联。

    图3以2×2级联应用为例：

    级联应用时，每一列芯片完成12组输出Sdo总线的交换。任意一组Sdo总线的任意一个时隙都可以来自任意一组Sdia总线的任意一个时隙。

    RC7830交叉连接芯片可广泛用于国内SDH 2.5G/622M/155M传输系统中, 设计兼顾了大系统和小系统的使用特点,交换规模可以伸缩,保护倒换速度快,具有并行和串行MP接口。采用国内设计国外加工方式进行,目前产品已通过测试,并进入试用和批量生产阶段。