基于PM5360的通道化0C48 POS線卡設計
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在實際使用中，SDH信號有2種：一種是整體信號(concatenated mode，在其速率等級標識中以“c”結尾)，這種信號直接采用高階虛容器進行數據映射，如STM-16c信號類型的含義就是其內部幀結構是按照2．5 Gb／s的速率虛容器進行字節間插，而不是由多個低階容器映射而得，因此無法將其明確的分為多個155 M或者622 M信號；另一種是通道化信號(channelized mode，在其速率等級結尾處沒有“c”)，這種信號是由低階虛容器逐級映射而得到，因此對STM-16信號，它可通過區分幀結構內部的字節陣列來得到多個155 M信號或者622 M信號。
對應于上述2種SDH信號，在POS傳輸中有2類線卡，一類用于處理整體SDH信號，一類用于處理通道化POS信號，這里重點討論后者。通道化POS線卡在目前主要網絡設備供應商的產品目錄里較少提及，但是其應用領域卻越來越廣。隨著寬帶接入需求的不斷發展，許多企事業單位都需要租用獨享的鏈路，通道化的POS不僅能夠滿足這一要求，而且由于其對信號的匯聚能力強，因此還有節省布線資源及維護升級和線路備份成本低等優點。因此，通道化線卡的應用前景非常好，而且已經在許多特種行業中得到廣泛的應用。
本文首先對通道化0C48(2．5 G)的設計需求進行分析，據此提出了基于PM5360和FPGA的整體設計方案，鑒于鏈路層處理器件PM5360在設計中的獨到之處以及使用中的難點，論文重點分析了其使用要點和難點，并給出了能夠靈活支持多種模式的芯片配置方法和軟件設計。
1 設計需求分析
0C48通道化線卡的設計除需要滿足通道化POS信號的處理需求外，還需要根據其可能的應用領域進一步確定，主要包括：1)能夠對通道化OC48信號進行最小粒度為0C3的處理，需要支持單一OC3、單一OCl2以及混合方式，通道化0C48模式下的每個0C12能夠進一步通道化為更細粒度的4個0C3；2)兼容非通道化的0C3c、OCl2c、OC48c信號處理；3)支持上述工作模式的動態配置；4)支持IP包的線速處理。
2 整體方案
根據現代路由器等IP報文路由轉發設備的結構和功能需求，圖l給出了通道化0C48接口的整體設計方案。
由于需要滿足支持OC-3、OC-12和OC-48 3種不同速率的POS接口，因此選用Sumitomo Eleetric公司的SCP6802-GL和SCP6808-GL 2種型號的光器件，完成光電轉換功能。其中SCP6802-GL支持155 M／622M 2種POS接入速率，SCP6808-GL支持2．5 G POS接入速率，2種器件的封裝兼
容，且支持熱插拔，可以根據接口需求方便的轉換。
鏈路層處理是線卡要完成的關鍵功能，根據需求分析，這里選用PMC公司的PM5360為主處理器，該器件采用“成幀器與物理接口一體化”設計思路，將鏈路層處理和物理層處理功能集成在單一芯片內部。
該器件支持l路OC48，或支持總速率不超過OC48的4路OC3與0C12的任意組合，并支持接口工作模式的動態改變；根據Internet工程任務組(IETF)PPP工作組的RFC 2615(1619)／1662，執行基于SONET／SDH規范的點對點協議(PPP)：為POS或ATM應用提供SATURN POS-PHY第3層32位系統接口(時鐘頻率高達104 MHz)，即標準的SPl3接口；支持每個傳輸串行流的獨立環路時鐘工作方式；支持從每條線路端接收流至相應傳輸流的獨立線路環回，以及支持從線路端傳輸流至相應線路端接收流接口的獨立診斷環回；提供通用16位微處理器總線接口，用于配置、控制和狀態監控；低功耗1．8 V CMOS核心邏輯，具有3．3 V CMOS／TTL兼容性數字輸入和輸出功能，PECL輸入與輸出符合3．3 V標準。
報文處理模塊采用FPGA完成，根據對資源需求的估算，選擇Xilinx公司的Virtex-II XC2VP70實現。在FPGA內部完成對于PPP幀的處理，此外，板級處理機還利用FPGA完成對各關鍵器件的初始化及相關配置。
PM5360通過一組SPI-3接口經接口適配模塊進入FPGA內部。根據系統管理需求，線卡通過MPC860完成控制管理功能，基于VxWorks操作系統設計板級軟件，完成初始化、各模塊配置、運行狀態監測、統計信息上報等功能。
3 PM5360應用要點與難點
由于PM5360集成的功能豐富，其內部電路復雜，可配置寄存器數量超過2 000個，因此其應用難度較大。根據筆者的調試經驗，下面對該器件在通道化應用下的難點進行解釋，主要包括間接寄存器讀寫方法及調度機的設計等。
在PM5350的寄存器里，除了能夠直接按照訪存方式讀寫的寄存器外，還有大量間接寄存器，此類寄存器對POS模式下的器件工作方式尤為重要，但其配置方式特殊，因此本文對其使用要點進行總結，如圖2所示。
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