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　　1 手持式2M誤碼測試儀系統的結構

　　手持式2M誤碼測試儀集2M誤碼測試分析、數據存儲、數據圖形顯示三種功能于一體。該儀器是通過采用嵌入式設計技術，把FPGA、成幀器、LCD控制器等核心部件進行系統集成，并利用LCD圖形顯示等現代電子系統設計技術的一種綜合設計，具有功能強大、技術含量高、體積小、重量輕等特點，攜帶和操作十分方便，有很強的實用性和良好的市場前景，代表了當今電子測量儀器的一種發展趨勢。2M誤碼測試儀系統的結構如圖l所示。

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　　硬件部分中CS21354芯片：接收方向的時鐘/數據恢復電路可以接收到的AMI/HDB3編碼的E1信號轉換為串行的非歸零(NRZ)El碼流。接收靈敏度為一18 dB，可滿足短距離(<900米)的應用。發送方向可以產生滿足G.703模板的E1波形，滿足75 W同軸電纜或120 W雙絞線應用。對抖動的抑制特性滿足G.823、G.705的要求。FPGA模塊：主要用于流量發生和流量統計。外圍電路：包括USB接口、LCD及觸摸屏、數據輸入輸出接口、存儲單元、語音接口、通信接口、JTAG接口等電路模塊和接口。電源模塊：提供整個設備的電源供應，包括電池供電和外接電源供電兩種方式。由于是手持式設備，采用電池供電時，整個設備應該能待機5個小時、正常工作2個小時以上。

　　1.1 人機接口模塊

　　人機接口分顯示和鍵盤兩部分。顯示模塊采用可顯示漢字和圖形的圖形點陣式液晶顯示屏。漢字顯示方便用戶使用。圖形顯示可使用統計圖表、曲線等多種顯示方式來表達要顯示的內容，使顯示內容更加生動。由于儀器為手持式的，顯示屏的外形要小，所以要求顯示像素的尺寸也要小，這樣才能有足夠的像素點陣。顯示屏模塊還要帶有顯示控制器、顯示緩沖器和背光電源，以便在現場光線不足時使用。鍵盤模塊分為兩組：組合鍵和功能鍵。組合鍵在不同的層次界面下通過軟件來控制.實現不同的功能，并在顯示屏上顯示。而一部分功能必須由功能鍵來完成，一個單元的鍵對應一個功能，如控制光標移動的上、下、左、右鍵。

　　1.2 2M測試模塊

　　2M測試模塊可以完成數字口的全部測試工作，包括HDB3碼的編碼和解碼、時鐘提取、測試圖案的產生和檢測、各種幀格式信號的產生以及告警信號的產生及檢測等。本設計采用的是深圳市芯海科技有限公司的CS21354。

　　CS21354集成了先進的成幀器、收發滑動緩存器和一個片內短、長特理線路接口，當將其用作El接口時，其幀結構符合CCITT G.704、G.706和G.732協議。CS21354內含有El成幀器和3個HDLC控制器，可提供2.048 Mb/s的El數據接口，完成E1信號轉換，還具AMI、HDB3及B8ZS線路編碼，幀標志的產生、零比特的插入和刪除、CRC碼的產生和校驗、鏈路檢測、錯誤報警及相應的處理功能。CS21354包括接收線路接口單元(Receive LIU)、抖動消除器(JAT)、背板接口(Backplane interface)、時鐘合成適配器(CSAD)、數據接收器(Transmit LIU)、El成幀器(ETST)、發送線路接口單元(Transmit LIU)、微處理器接口(MPU)和連接測試接入端口組(JTAG)、彈性存儲單元(ELST)十個主要部分。

　　1.3 存儲模塊

　　存儲模塊用于記錄監測結果，并提供實時時鐘，主要器件是非易失性存儲器和實時時鐘電路，本設計采用Dallas公司的DSl746型模塊.內含128 K字節的非易失RAM和實時時鐘。它有如下主要特征：集成了NV SRAM、實時時鐘、晶振、電源失效控制電路和鋰電池;內含的訪問時鐘寄存器方式與靜態RAM完全相同，這些寄存器位于RAM中最高的8個地址;完全的非易失性，可在缺少電源的條件下工作10年以上;帶有電池電壓指示標志;具有電源失效寫保護，允許±10%的VCC電源容差。

　　2 2M測試模塊設計

　　2.1 電路設計

　　2M測試模塊由CS21354及其外圍電路組成，載有時鐘信號的單極信號和參考電壓從接收端口引入，并由時鐘與數據恢復模塊進行B8ZS和HDB3解碼，時鐘和PCM數據恢復、線路編碼混亂監測及信號丟失檢測。當可編程連續比特周期極限內的線路脈沖輸入的正負方向上都沒有脈沖時，模塊則指示為信號丟失。一旦出現一個單獨線路脈沖，指示即被消除。當檢測到線路信號丟失或出現時，即產生中斷。背板收接口輸出包含BRPCM所有時隙2.048Mbit/s的串行數據流，BRFP信號可以指示每256bit幀的第一比特，或是CRC復幀的第一幀的第一比特。所以接收背板信號背板時鐘保持同步。

　　E1轉發器產生2046kbit/s數據流、生產幀、CRC復幀及CAS復幀。與傳輸單信道串行控制器(TPSC(一致，E1-TRAN塊提供空閑碼置換、數據轉換，信令源與CAS數據及數字音頻插入的單時隙控制。HDLC轉發器(TDPR)和傳輸信道插入(TXC1)塊串的時隙16均支持普通信道信令(CCS)，CCS支持AIS和TS16AIS的傳輸出及遠端警報(RAI)和遠端多幀警報信號的傳輸。

　　2.2 軟件設計

　　誤碼儀的軟件按照軟件工程的要求進行設計。可分為以下幾個部分：初始化模塊、鍵盤模塊、運算處理模塊、顯示模塊、管理控制模塊、存儲操作模塊和打印模塊。

　　系統的初始化模塊包括開機自檢、硬件參數初始化等;鍵盤模塊對面板上的用戶輸入進行分析處理，并轉到管理控制模塊，通過調用相關函數實現并進行處理;算法處理模塊對從CS21354輸入的原始數據進行分析，并由狀態顯示模塊顯示程序運行時的各種狀態;存儲操作模塊對各次操作結果和分析進行記錄，并對記錄進行管理，打印模塊完成對測試結果的打印。誤碼儀的所有與硬件有關的操作都以標準函數形式提供，上層應用程序與硬件不發生任何聯系，而是通過標準函數訪問。由SOPC Builder應用軟件生成的用戶邏輯接口來完成對CS21354的硬件驅動。上層應用程序對用戶邏輯的函數調用即可完成對CS21354的操作。

　　3 結束語

　　文中主要討論了CS21354在手持式2M誤碼測試儀的硬件和軟件設計中的設計思路和設計方案。本設計采用目前非常先進的軟硬件協同設計的SOPC技術方案完全是可行的，測試結果表明，該設計的技術指標達到了設計要求。具有非常廣闊的應用前景。