[發(fā)明專利]一種基于FPGA實(shí)現(xiàn)ATM-over-SDH協(xié)議處理的裝置

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200910103714.4
• 申請(qǐng)日: 2009-04-29
• 公開（公告）號(hào): CN101540766A
• 公開（公告）日: 2009-09-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 邱紹峰;朱志亮;黃俊;雒江濤;張治中;郭曉金
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 重慶郵電大學(xué)
• 主分類號(hào): H04L29/06
• 分類號(hào): H04L29/06;H04J3/00
• 代理公司: 重慶市恒信知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司
• 代理人: 劉小紅

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及通信技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及ATM技術(shù)，具體是在基于STM-1光接口的3G網(wǎng)絡(luò)中實(shí)現(xiàn)ATM數(shù)據(jù)采集。

背景技術(shù)

ATM是一項(xiàng)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的電信傳輸技術(shù)，它使用多路復(fù)用技術(shù)、交換技術(shù)以及分段/重組操作等技術(shù)來提供高速率、低延時(shí)的多路復(fù)用交換網(wǎng)絡(luò)，以支持各種類型的用戶應(yīng)用，如語音、數(shù)據(jù)和視頻應(yīng)用等。ATM在ATM適配層(AAL)為面向連接和無連接的可變比特率應(yīng)用提供會(huì)聚功能。目前，3G接入網(wǎng)中的主要接口幾乎全部采用ATM技術(shù)，因此ATM數(shù)據(jù)采集的研究開發(fā)有著重要的現(xiàn)實(shí)意義，本發(fā)明涉及基于STM-1光接口的ATM數(shù)據(jù)采集。

目前國(guó)際上已經(jīng)出現(xiàn)了一些ATM數(shù)據(jù)采集的設(shè)備，其實(shí)現(xiàn)原理大致可歸結(jié)為采用網(wǎng)絡(luò)處理器、專用拆裝子層處理芯片以及軟件包來實(shí)現(xiàn)AAL層協(xié)議處理功能三大類型。基于網(wǎng)絡(luò)處理器是利用微碼實(shí)現(xiàn)AAL層協(xié)議處理，是一種軟件實(shí)現(xiàn)方案，處理速度受限，且成本較高；專用拆裝子層處理芯片一般功能固定，靈活性比較差，如果用戶需要完成某些特定的功能，就需要和芯片供應(yīng)商聯(lián)系定制符合用戶要求的芯片，這樣勢(shì)必會(huì)增加成本，增大開銷；采用純軟件實(shí)現(xiàn)會(huì)占用有限的主機(jī)微處理器資源，對(duì)系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性造成一定影響。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述缺陷，本發(fā)明設(shè)計(jì)一種基于FPGA實(shí)現(xiàn)ATM-over-STM-1(STM-1承載ATM)協(xié)議處理的裝置，以FPGA為控制處理核心，實(shí)現(xiàn)SDH鏈路中ATM數(shù)據(jù)的采集，并完成從ATM物理層到AAL層的協(xié)議處理，作為3G網(wǎng)絡(luò)測(cè)試儀的目標(biāo)數(shù)據(jù)來源，滿足日益廣泛的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議測(cè)試需求。

本發(fā)明解決上述技術(shù)問題的技術(shù)方案是：利用FPGA對(duì)物理層芯片進(jìn)行配置，使其完成STM-1幀和ATM信元之間的轉(zhuǎn)換，同時(shí)FPGA實(shí)現(xiàn)與物理層處理芯片的通用ATM測(cè)試和操作物理接口(UTOPIA2接口)邏輯功能，從物理層處理芯片正確接收ATM信元，物理層處理芯片與光電轉(zhuǎn)換器組成物理層處理模塊，負(fù)責(zé)從鏈路接收STM-1光信號(hào)并完成ATM信元的提取與物理層處理，并通過UTOPIA2接口與FPGA進(jìn)行ATM信元發(fā)送。

具體包括，物理層處理模塊、通用ATM測(cè)試和操作物理接口UTOPIA2接口、FPGA模塊，F(xiàn)PGA模塊控制物理層處理模塊完成STM-1幀和ATM信元之間的轉(zhuǎn)換，并負(fù)責(zé)ATM適配層處理；UTOPIA2接口提供物理層處理模塊和FPGA模塊之間的ATM信元透明傳輸通道，由FPGA采用IP核實(shí)現(xiàn)PCI?CORE模塊的PCI接口電路，提供符合PCI?2.3規(guī)范的總線接口。其ATM適配層處理具體包括，AAL層處理模塊將所接收的ATM信元的VPI/VCI值與數(shù)據(jù)表中數(shù)據(jù)進(jìn)行查找對(duì)比，判斷其信元類型，按照不同信元類型送入相應(yīng)的AAL2處理模塊或AAL5處理模塊根據(jù)AAL2協(xié)議和AAL5協(xié)議對(duì)信元進(jìn)行重組和拆裝處理；PCI?CORE模塊采用IP核實(shí)現(xiàn)信元傳輸；

SDRAM控制器模塊根據(jù)SDRAM的讀寫時(shí)序要求寫入和讀出ATM信元；物理層芯片配置模塊采用硬件描述語言對(duì)物理層芯片進(jìn)行配置，通過配置內(nèi)置寄存器來設(shè)定物理層芯片的運(yùn)行模式。UTOPIA2?IP核包括一個(gè)單獨(dú)的發(fā)射模塊和接收模塊；支持多PHY運(yùn)行模式，支持多達(dá)31個(gè)物理層器件的信元級(jí)別通信。本發(fā)明以FPGA為控制處理核心，實(shí)現(xiàn)SDH鏈路中ATM數(shù)據(jù)的采集，并完成從ATM物理層到AAL層的協(xié)議處理，作為3G網(wǎng)絡(luò)測(cè)試儀的目標(biāo)數(shù)據(jù)來源，滿足日益廣泛的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議測(cè)試需求。該方案采用純硬件的方式實(shí)現(xiàn)，處理速度高、靈活性好。

附圖說明

圖1為ATM-over-SDH協(xié)議處理裝置硬件功能框圖

圖2為FPGA內(nèi)部功能模塊圖

圖3為UTOPIA?Level?2?Master?IP核方框圖

具體實(shí)施方式

本裝置在現(xiàn)場(chǎng)工作中可從SDH鏈路上采集兩路STM-1光信號(hào)，經(jīng)光電轉(zhuǎn)換后分別送到兩片物理層芯片處理為ATM信元，將ATM信元送入FPGA完成ATM信元的重組/拆分，經(jīng)過重組/拆分的ATM信元數(shù)據(jù)送入SDRAM(同步動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)器)中進(jìn)行存儲(chǔ)，并通過FPGA(現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列)中的FIFO(先進(jìn)先出)經(jīng)PCI總線傳輸?shù)絇C機(jī)的內(nèi)存中作進(jìn)一步分析與處理。FPGA對(duì)物理層芯片進(jìn)行配置，使其完成STM-1幀到ATM接收和ATM到STM-1幀的發(fā)送過程，此過程中關(guān)于如何將物理層芯片配置成ATM-over-STM-1的工作模式可以由物理層芯片的數(shù)據(jù)單給出，并由FPGA實(shí)現(xiàn)。

以下結(jié)合附圖和具體實(shí)例對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式進(jìn)行說明：