[發(fā)明專利]一種2M環(huán)下的基于時隙的多路串口復用系統及方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200810027689.1
• 申請日: 2008-04-25
• 公開（公告）號: CN101267275A
• 公開（公告）日: 2008-09-17
• 發(fā)明（設計）人: 劉翀;陳興海;程曉鵬;馬宗健;朱熾沖;唐小虎;丘春森;劉雙廣
• 申請（專利權）人: 廣東高新興通信股份有限公司
• 主分類號: H04J3/16
• 分類號: H04J3/16
• 代理公司: 廣州粵高專利代理有限公司
• 代理人: 禹小明

1.一種2M環(huán)下的基于時隙的多路串口復用方法，其特征在于通過多路串口復用系統實現，所述多路串口復用系統采用CPU+FPGA的架構，其中FPGA實現串口數據的采集、PCM信號處理、以及基于E1時隙的數據幀處理，CPU芯片實現串口數據到E1數據的協議轉換和串口路由；所述CPU芯片設置有數據收發(fā)處理模塊、協議轉換和路由處理模塊、以及大容量內存，所述FPGA設置有串口模塊和E1時隙處理模塊；

所述多路串口復用方法具體如下：

通過CPU芯片實現串口數據到E1數據的協議轉換和串口路由，串口數據采集和傳輸獨立于E1時隙，并通過大容量內存來緩存數據；

多路串口復用系統的處理過程為數據經過E1接口進入E1時隙處理模塊，CPU芯片從E1時隙處理模塊接收數據，并放入協議轉換和路由處理模塊，識別出每路串口的數據路由，并分別發(fā)送到各路串口模塊，然后經由每路串口接口輸出，反過來數據經串口到E1接口的處理流程一樣；

E1時隙處理模塊的處理過程為：將串口數據分別通過時隙通道接收接口/時隙通道發(fā)送接口放入接收FIFO/發(fā)送FIFO，然后將數據進行E1數據幀的成幀處理，并承載在占用的E1時隙上，經過HDB3編解碼和PCM信號處理完成串口數據到E1上的數據傳輸和信號轉換；

串口數據到E1時隙的數據傳輸過程為：從串口接口接收數據到E1接口發(fā)送數據的過程中，多路串口接收任務后，將數據傳輸到接收緩沖區(qū)，并將數據進行協議封裝，然后移入到時隙通道發(fā)送任務中，通過FPGA實現數據在E1時隙上的承載，然后通過E1接口發(fā)送出去；從E1接口接收數據到串口接口發(fā)送數據的過程中，E1接口接收數據后，通過FPGA實現從E1時隙上剝離數據，并將剝離后的數據移入到時隙通道接收任務中，再進行數據協議解析和串口路由確定，然后將數據發(fā)送至多路串口發(fā)送緩沖區(qū)中，通過多路串口發(fā)送任務將數據從串口接口中發(fā)送出去；

還采用基于動態(tài)帶寬自適應方法，以根據實際的接入串口的數據，動態(tài)調整占用的時隙資源，達到時隙資源的最大利用，基于E1的時隙為帶寬分配單位，通過內部大緩沖區(qū)操作和對緩沖區(qū)占用情況的實時偵測，實現帶寬的動態(tài)調整；

動態(tài)調整的具體過程為，采用參數a、b、c、d、T，其中a表示時隙通道緩沖區(qū)當前未處理字節(jié)數，b表示時隙通道緩沖區(qū)最大字節(jié)數，c表示串口波特率，d表示串口數量，T表示動態(tài)帶寬調整算法檢測周期，t＝(b-a)/(c*d)表示在理論速率下裝滿剩余時隙通道緩沖區(qū)空間所需要的時間，Δa＝(a2-a1)/T表示每周期時隙通道緩沖區(qū)占用的增長率，a1，a2分別為第一個周期T和第二個周期

T檢測到的時隙通道緩沖區(qū)當前未處理字節(jié)數；

帶寬調整觸發(fā)條件如下：

t＞T，且Δa＜0時，系統帶寬減少；

t＞T，且Δa＞＝0時，系統帶寬不變；

t＜T時，系統帶寬增加；

帶寬調整的計算公式如下：

curTsNum＝當前占用的帶寬，其中帶寬的基本單位為時隙，

Δts＝Δa/64Kbps表示增加/減少的時隙數，其中時隙數向上取整，

curTsNum+Δts表示當前需要調整到占用的時隙數，

b、c、d、T為系統固定取值，系統在檢測周期T時，檢測剩余時隙通道緩沖區(qū)在理論的串口滿速率下占滿需要的時間t，并計算每個周期T的時隙通道緩沖區(qū)的增長率Δa，為防止數據丟失，t應該大于T，才能在時隙通道緩沖區(qū)滿之前調整帶寬，當預測t＜T時，增加帶寬，如果Δa為負，則說明占用時隙較多，需減少帶寬。