[發明專利]一種2M環下的基于時隙的多路串口復用系統及方法

無效

• 申請號: 200810027689.1
• 申請日: 2008-04-25
• 公開（公告）號: CN101267275A
• 公開（公告）日: 2008-09-17
• 發明（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

技術領域

本發明屬于同步數字體系SDH數據通信及串口數據通信領域，特別是涉及基于SDH的2M(E1)環的SDH數據通信及串口和E1數據轉換通信的技術實現。?

技術背景

目前的E1/串口數據轉換設備都是采用基于時隙的數據采樣方式來實現，一般每個時隙64Kbps，為了保證采樣的精確性，必須保證對串口數據的采樣次數，以64Kbps為例，最少3次采樣，則最大的串口速率為21K左右，也就是如果是一個串口，最大實現19.2K的波特率，如果支持2個串口，則每個串口最高只能實現9.6K的波特率，采用這種模式的E1時隙的帶寬利用率是很低的。?

現有技術中，例如一個時隙64Kbps的帶寬，按照一個串口9600波特率，則串口滿速率運行的話，一個時隙大約支持6個串口的接入要求，如果要求接入12個串口，則需要2個時隙資源。?

但在實際的運行中，每個串口的實際傳輸的數據可能達不到9600的波特率，實際需要的帶寬可能一個時隙即可滿足要求。?

針對這一問題，本發明采用一種新的方法，充分利用傳輸的帶寬資源，最大的實現串口接入的數量和最高的波特率支持。?

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術的不足，提供一種2M環下的基于時隙的多路串口復用系統，在E1的串口數據轉換傳輸中，提高E1時隙的帶寬利用率，?實現時隙帶寬的充分利用，系統基于一種動態帶寬自適應方法，可以根據實際的接入串口的數據，來動態調整占用的時隙資源，以達到時隙資源的最大利用。?

本發明的另一目的在于根據該系統，提出一種2M環下的基于時隙的多路串口復用方法。?

為了實現發明目的一，采用的技術方案如下：?

一種2M環下的基于時隙的多路串口復用系統，采用CPU+FPGA的架構，其中所述FPGA實現多路串口數據的采集、PCM信號處理、以及基于E1時隙的數據幀處理，所述CPU芯片實現串口數據到E1數據的協議轉換和串口路由。?

上述技術方案中，所述FPGA實現串口數據的采集，特別是實現多路串口數據的采集。?

本發明所采用的系統使用獨立的晶振進行串口數據采樣。?

所述CPU芯片設置有數據收發處理模塊、協議轉換/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，特別是設置有多路串口模塊和E1時隙處理模塊。?

為了實現發明目的二，采用的技術方案如下：?

一種2M環下的基于時隙的多路串口復用方法，基于動態帶寬自適應方法，以根據實際的接入串口的數據，動態調整占用的時隙資源，達到時隙資源的最大利用。?

上述方案中，所述方法基于E1的時隙為帶寬分配單位，通過內部大緩沖區操作和對緩沖區占用情況的實時偵測，實現帶寬的動態調整。?

動態調整的具體過程為，采用參數a、b、c、d、T，其中a表示時隙通道緩沖區當前未處理字節數，b表示時隙通道緩沖區最大字節數，c表示串口波特率，?d表示串口數量，T表示動態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緩沖區空間所需要的時間，Δa＝(a2-a1)/T表示每周期緩沖區占用的增長率，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當前未處理字節數。?

帶寬調整觸發條件如下：?

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(基本單位：時隙)?

Δts＝Δa/64Kbps表示增加/減少的時隙數(時隙數向上取整)；?

curTsNum＝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，檢測剩余緩沖區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的緩沖區的增長率Δa，為防止數據丟失，t應該大于T，才能在緩沖區滿之前調整帶寬，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，帶寬增加/減少的計算方式，如前面所述公式進行計算。?

所述多路串口復用過程為：數據經過E1接口進入FPGA的E1時隙處理模塊，CPU芯片從E1處理模塊接收數據，并放入協議轉換/路由處理模塊，識別出每路串口的數據路由，并分別發送到各路串口模塊，然后經由每路串口接口輸出，反過來數據經串口到E1接口的處理流程一致。?