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1引言 數字通訊飛速發(fā)展的今天， 2M口日益成為重要的設備投入業(yè)務(wù)測試點(diǎn)和運營(yíng)維護測試點(diǎn)。數字通訊飛速發(fā)展的今天，建立綜合業(yè)務(wù)數字網(wǎng)正成為電信經(jīng)營(yíng)者努力的方向。差錯（誤碼、誤塊）性能作為數字網(wǎng)的重要傳輸性能指標，是網(wǎng)絡(luò )營(yíng)運者進(jìn)行數字網(wǎng)建設、維護的重要依據；也是評估電信業(yè)務(wù)性能優(yōu)劣的標準之一。 因此，國際電聯(lián)（ITU-T）極為重視對差錯的研究，近年來(lái)，針對數字網(wǎng)的設計、安裝、維護的要求，推出了一系列有關(guān)誤碼性能的建議。目前我國工程技術(shù)人員所使用的測試儀多為國外進(jìn)口產(chǎn)品,產(chǎn)品價(jià)格昂貴。而國產(chǎn)的測試儀功能相對簡(jiǎn)單。為此我們研究設計了一款基于 ARM的2M傳輸口測試系統。2Mb/s是我國數字時(shí)分復用基群2048kbit/s 的簡(jiǎn)稱(chēng)，是PCM傳輸與交換的基礎。本文涉及的2M傳輸口測試系統為手持式PCM 2M綜合測試儀器。 2系統硬件設計 根據2M測試系統的性能要求，硬件層主要由系統核心部分、檢測模塊部分和語(yǔ)音監聽(tīng)部分組成。硬件原理框圖如圖1。 2.1 系統核心組成設計 在此系統中我們選用三星公司的S3C2410[1]微控制器芯片，內含一個(gè)由ARM公司設計的16/32位ARM920T RISC處理器核，ARM920T為低功耗、高性能的16/32核。S3C2410微控制器芯片在本系統中的主要作用是：（1）讀寫(xiě)和控制各模塊芯片；（2）讀取鍵值；（3）控制液晶屏的顯示；（4）在測量時(shí)進(jìn)行數據的讀取和處理；（5）對存儲器進(jìn)行讀寫(xiě)；（6）通過(guò)串行口與微機進(jìn)行通訊，將測試結果上傳微機。存儲器以HY29LV160 FLASH作為程序存儲器，以HY57V641620SDRAM作內存，構成嵌入式系統核心。S3C2410芯片內含一個(gè)IIC總線(xiàn)控制器，可方便的與各種帶有IIC接口的器件相連。在該系統中，外擴一片AT24C01作為IIC存儲器�？纱娣旁谙到y掉電時(shí)需要保存的數據。 2.2 檢測模塊部分的設計 檢測模塊部分由芯片DS21354[2]和芯片DS21372組成，這兩塊芯片協(xié)同工作共同完成檢測功能。DS21354芯片主要完成發(fā)送和接收2048kbit/s 的PCM 信號，并從中檢測誤碼和告警狀態(tài)。DS21372是一種軟件可編程的測試圖樣產(chǎn)生、接收、分析器，能適用于對差錯性能要求最嚴格的數字傳輸設備的能力。具有兩種測試圖樣的生成方式（偽隨機序列和重復序列）。符合CCITT/ITU O.151，O.152，O.153和 O.161標準。DS2172 可以工作在直流到20MHz，這樣寬的頻率工作范圍使它可以靈活地使用在現有的設備和處于測試階段的新設備中，如：傳輸設備，交換設備，復用器，DAC，路由器，橋設備等。 DS21372[3]中包含有4個(gè)功能塊：圖樣產(chǎn)生，圖樣檢測，差錯計數和控制接口，具有完全獨立的傳輸和接收部分，8bit的并行處理器接口，可以編程產(chǎn)生最大長(cháng)度為（232－1）bits的偽隨機序列圖樣，可編程的多項式長(cháng)度和反饋量可以用于任意偽隨機序列圖樣的生成，包括：26-1、29-1、211-1、215-1、220-1、223-1和232-1�；蛘哂脩�(hù)編程的自定義長(cháng)度從1到32bits的重復序列圖樣。擁有32bit差錯計數器和比特計數器。軟件編程的比特差錯插入，最大比特差錯率圖樣的檢測可達10-2。DS21372能向線(xiàn)路插入單個(gè)bit或從10-1bit到10-7bit誤碼率的誤碼，以檢驗設備的操作狀態(tài)和連通性。用于分析、評測、解決數字通信系統中出現的問(wèn)題。 2.3 語(yǔ)音監聽(tīng)模塊部分的設計 語(yǔ)音監聽(tīng)部分采用時(shí)隙交換電路和語(yǔ)音檢測模塊組成，語(yǔ)音檢測模塊采用ZARLINK的3.3V多功能CODEC MT91L60[4]。這款芯片能實(shí)現聲音信號的A/D、D/A轉換，并為標準的電話(huà)機手柄等接收發(fā)送裝置提供模擬接口。當E1接口電路與2M實(shí)際線(xiàn)路連通后，2M 鏈路上的話(huà)音時(shí)隙要通過(guò)時(shí)隙交換電路與MT91L60電路相連，構成了話(huà)音時(shí)隙收發(fā)的通道。在這個(gè)過(guò)程中要初始化時(shí)隙交換電路，將2M鏈路上的需要監測的話(huà)音時(shí)隙交換至MT91L60。打開(kāi)MT91L60接收通路至電話(huà)機手柄輸出，設置ITU-T A-law話(huà)音編碼方式，設置接收增益+6dB，設置非消側音非環(huán)回模式等。這些設置是通過(guò)設置MT91L60內部寄存器完成的，完成這一系列設置后，語(yǔ)音測試就可以開(kāi)始了，語(yǔ)音可以通過(guò)電話(huà)機手柄聽(tīng)到，其他測試內容可以從MT91L60內部寄存器讀到結果。 3系統軟件設計 軟件部分主要由啟動(dòng)代碼的設計和應用程序的設計，基于A(yíng)RM是復雜的片上系統(SOC)，這種復雜系統里的多數硬件模塊都是可配置的，需要由軟件來(lái)設置其需要的工作狀態(tài)。因此在用戶(hù)的應用程序啟動(dòng)之前，需要有專(zhuān)門(mén)的一段啟動(dòng)代碼來(lái)完成對系統的初始化。由于這類(lèi)代碼直接面對處理器內核和硬件控制器進(jìn)行編程，一般都是用匯編語(yǔ)言寫(xiě)的。啟動(dòng)代碼就是完成各種初始化工作，并引導進(jìn)入C程序。 3.1 bootloader設計 啟動(dòng)代碼[5]的主要實(shí)現功能包括以下部分： (1)設置程序入口指針； (2)設置中斷向量表； (3)初始化存儲器系統； (4)初始化CPU各種模式的堆棧和寄存器； (5)初始化目標系統中要使用的各種片內外設； (6)初始化用戶(hù)程序執行環(huán)境； (7)引導主應用程 具體實(shí)現的部分代碼如下： AERA Init， CODE，READONLY ENTRY ；定義入口點(diǎn) B SYS_RST_HANDLER ；系統上電復位操作 B UDF_INS_HANDLER ；處理未定義中斷模式 B SWI_SVC_HANDLER ；處理軟件中斷 B INS_ABT_HANDLER B DAT_ABT_HANDLER ；處理中止異常 B ． B IRQ_SVC_HANDLER ；處理IRQ 中斷 B FIQ_SVC_HANDLER ；處理FIQ中斷 SYS_RST_HANDLER MSR R0, CPSR ；禁止中斷 ORR R0,R0,#0XC0 MSR CPSR_C,R0 BL initcpu ；調整PLL和時(shí)鐘 BL initmem ；初始化存儲器 BL initstack ；設置堆棧 … … … … … … B main ； 跳轉到主應用程序 3.2應用程序的設計 應用程序采用Ｃ語(yǔ)言編寫(xiě)，由其實(shí)現本系統中所需的各種功能。根據系統功能需求，軟件劃分為以下模塊：液晶顯示模塊、測試設置模塊、測試指標計算模塊等部分。軟件設計思想是利用S3C2410的中斷控制整個(gè)軟件的流程。共使用4個(gè)硬件中斷來(lái)完成系統的功能：一個(gè)內部硬件定時(shí)中斷，3個(gè)外部硬件中斷(鍵盤(pán)中斷、串口中斷、E1測試中斷)。主程序流程圖如圖2所示。 根據測試系統功能的要求, 在程序中定義了2個(gè)數據結構,一個(gè)是用來(lái)存放程序中需要用到的各種測試設置值的數據結構SetUp_struct；另一個(gè)是用于存放測試結果的數據結構Data_struct。這兩個(gè)數據結構是連接各個(gè)功能函數的橋梁，通過(guò)判斷SetUp_struct中各個(gè)變量的值可以使程序做出相應的操作，并改變相應Data_struct值，從而實(shí)現在不同的測試環(huán)境下對不同指標的測試。 3.3 2M測試系統測試指標的測量與計算 2M測試系統設計所能達到的測試指標如下： (1)、在線(xiàn)和中斷業(yè)務(wù)測試，可選接口阻抗：75Ω、120Ω、高阻（≥2KΩ）。 (2)、統計分析功能： G.826測試分析誤塊秒、嚴重誤塊秒、背景誤塊、不可用秒、誤塊秒率、嚴重誤塊秒率、背景誤塊率；G.821測試分析誤碼秒、嚴重誤碼秒、 不可用秒；M.2100測試分析誤碼秒、嚴重誤碼秒、不可用秒。 (3)、差錯（誤碼、誤塊）監測比特誤碼、編碼誤碼、幀字差錯、CRC差錯。 (4)、告警監測。 (5)、同時(shí)顯示幀開(kāi)銷(xiāo)及30個(gè)話(huà)路數字型線(xiàn)路信號（a.b.c.d）的狀態(tài)。 (6)、話(huà)音監聽(tīng)，各話(huà)音時(shí)隙可選。 (7)、測試結果掉電可記憶，可上傳微機。 上述各項指標的測量由檢測模塊和語(yǔ)音監聽(tīng)模塊實(shí)現,指標的(3)、(4)項可通過(guò)對ds21354和ds21372的相關(guān)寄存器的設置和對線(xiàn)路狀態(tài)寄存器的讀取并對數據簡(jiǎn)單處理可實(shí)現。指標的(5)、(6)項可通過(guò)對時(shí)隙交換電路相關(guān)寄存器的設置和讀取對數據簡(jiǎn)單處理實(shí)現。第(2)項的指標參數是統計指標,需要在讀取DS21372寄存器的原始測試數據之后，經(jīng)過(guò)計算得到。統計指標以秒為單位,程序設置了周期為1s的中斷定時(shí)讀取ds21372的寄存器值，調用計算函數計算統計指標。圖3是在G.821分析模式下的統計指標算法流程圖，其余分析模式下與此相似。 圖3 G.821分析模式下測試指標計算流程圖 4 結束語(yǔ) 2M 測試系統在我國電信、網(wǎng)絡(luò )相關(guān)領(lǐng)域具有廣泛的應用價(jià)值。本文介紹的基于A(yíng)RM的2M測試系統具有體積小、功耗低、功能豐富等優(yōu)點(diǎn)，特別是能夠語(yǔ)音監聽(tīng)，并且各時(shí)隙可選，能夠滿(mǎn)足對2M口性能的測試和分析。ARM處理器以其高性?xún)r(jià)比，在嵌入式系統領(lǐng)域得到了廣泛應用。 本文作者創(chuàng )新點(diǎn):在2M測試系統中采用時(shí)隙交換芯片與語(yǔ)音檢測芯片組合成語(yǔ)音在線(xiàn)監聽(tīng)模塊，能實(shí)現任一時(shí)隙的語(yǔ)音監聽(tīng)，以及任一時(shí)隙的線(xiàn)路信號狀態(tài)檢測，能更好的幫助工程技術(shù)人員對2M線(xiàn)路的測試和維護。 |
