E1/T1成帧器的设计与实现

论文摘要

互联网的出现和不断发展为现代通讯带来巨大变革。T1、E1接入技术最初被用来进行语音通讯,目前,主要用于承载多路语音、视频、数据等信息传输,并广泛地应用于接入网络的数据业务中。线接口成帧器芯片是T1、E1接入技术的关键技术之一。随着通讯事业的迅速发展,T1、E1接入技术的广泛使用,市场对线接口成帧器芯片的需求越来越大;研究设计线接口成帧器芯片,提高集成通路数目和帧同步速率,具有重要的应用价值和巨大的市场前景。本文首先研究了E1/T1线接口成帧器的工作原理,以及ITU-T G.704和ITU-T G.706等通讯协议。对E1/T1的关键技术,如各种帧格式的同步、各种告警方式、信令信息提取的实现方式等进行了研究。在此基础上实现了一款符合ITU-T G.704和ITU-T G.706协议要求的成帧器。论文主要对T1成帧器部分的快速定帧进行了详细的研究,设计了一种新的结构,采用了搜索状态机,状态存储器和读写地址产生器的架构,利用了较小的存储器,减小了装置的实现面积,加快了T1帧同步的速度。整个电路的实现利用Verilog硬件描述语言来实现,并对所设计的E1/T1成帧器进行了功能仿真和FPGA验证,结果表明所设计的成帧器能够正确快速的提取帧头、实现定帧,并正确的实现了告警、信令提取等附加功能。最后,论文采用中芯国际SMIC 0.13um CMOS工艺库,使用Synopsys公司综合工具Design Compiler对成帧器进行综合,综合面积为319590.375um2,折合大约29118门,工作频率最大为65.536MHz,样片测试结果的正确性进一步证明了本设计的正确性和可行性。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 课题背景
• 1.2 国内外的发展状况
• 1.3 本论文的研究内容和结构安排
• 第2章 E1/T1 成帧器工作原理及相关通信协议分析
• 2.1 成帧器的工作原理
• 2.2 相关通信协议分析
• 2.2.1 帧同步功能介绍
• 2.2.2 附加功能介绍
• 2.3 本章小结
• 第3章 接收成帧器的设计与实现
• 3.1 前言
• 3.2 E1 接收成帧器的设计与实现
• 3.2.1 E1 接收成帧器的总体结构
• 3.2.2 E1 接收成帧器子模块的设计
• 3.3 T1 接收成帧器的设计与实现
• 3.3.1 T1 接收成帧器的总体结构
• 3.3.2 T1 接收成帧器子模块的设计
• 3.4 本章小结
• 第4章 发送成帧器的设计与实现
• 4.1 前言
• 4.2 E1 发送成帧器的设计与实现
• 4.2.1 E1 发送成帧器的功能描述
• 4.2.2 E1 发送成帧器的设计
• 4.3 T1 发送成帧器的设计与实现
• 4.3.1 T1 发送成帧器的功能描述
• 4.3.2 T1 发送成帧器的详细设计
• 4.4 本章小结
• 第5 章 FPGA验证
• 5.1 验证环境
• 5.2 验证内容及结果
• 5.3 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 致谢