IDT标准通信芯片的特点及其在电信中的应用

发布于：2006/8/29 8:55:04 | 312 次阅读

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中国市场对电信设备需求日益增强。中国企业目前面临的机遇不仅是推动宽带网络、蜂窝系统、NGN、SDH等电信基础设施技术的飞跃发展，同时也在通信技术设施建设和备件市场扮演更重要角色。为了能够成功地进入这些目标市场，许多国内公司需要参考设计、工具包和全面解决方案等各种技术和设备的大力支持，以利于迅速把产品推向市场，占机。另一方面，电信厂商之间面临日益激烈的竞争。这些厂商在新产品研发的初始阶段，就会对整个系统的构造、成本等实施严格的控制，试图使自己的产品保持对对手的先天优势。
IDT公司的WANPLL广域网锁相环时钟芯片、Super JET收发器、线路接口芯片、TSI交换芯片等具有非常的性能。 IDT在中国的设计中心研发的系统应用设计、 IDT嵌入软件和参考设计，正在有效地帮助中国电信厂商快速开发系统。
WANPLL时钟芯片
时钟同步和时钟分配的设计在电信产品设计中一向居于地位。时钟设计的优劣，往往关系到产品的能否正常开通业务、能否保持极低的误码率等，也关系到产品本身所体现的设计水准和产品的市场竞争力。
在电信产品中，不同类别的产品所需要的时钟种类很多。下面列举一些典型应用的时钟(表1)。
表1  典型应用的时钟
SDH/SONET
19.44 MHz
38.88 MHz
51.84 MHz
77.76 MHz
155.52 MHz
311.04 MHz
622.08 MHz
2KHz
4KHz
8KHz
3G
N×3.84 MHz
10 MHz
30.72 MHz
76.8 MHz
153.6MHz
8KHz
1Hz
5  MHz
7.68 MHz
GSM
1Hz
13 MHz
26 MHz
52 MHz
BITS/SSU/PDH
2K    Hz
4  KHz
N x 8 KHz
64  KHz
N*1.544 MHz
N*2.048 MHz
T3/E3
34.368 MHz
44.736MHz
...
设计产生上述时钟源的时钟板卡时，设计工程师往往要动用大量的元件，包括FPGA， AD/DA转换，模拟锁相环，鉴相器，VCXO/OCXO等。并且每一种具体应用电路都单独设计，直接增加管理多个时钟板卡的开销。图1就是一个系统时钟板卡的例子。
图1  传统时钟板卡电路
在图1所示的电路中，主时钟从OCXO输出，其他每个相关时钟都由一个单独的锁相环路，经过VCXO输出。从这个典型方案我们可以看到，传统时钟板设计非常复杂，涉及模拟和高频布线问题，输出指标对电源干扰和噪声敏感问题，输出抖动指标不好等问题。生产过程中PCB面积大，元器件多，采购维护困难，成本居高不下等等，有诸多不利因素阻碍设计和应用。
IDT公司推出的WANPLL时钟芯片系列能很好地解决了时钟设计的这些问题。这个系列的时钟芯片支持锁定，自由振荡，保持等功能，支持达2级钟。该系列时钟芯片涵盖了表1所列出的所有时钟频率。用同一芯片可以轻易完成上述SONET/SDH、3G/CDMA2000、GSM、PDH、BITS等应用的要求。
以图1的方案所实现的功能作为对照，使用IDT的WANPLL时钟芯片实现的电路方案如图2.
图2  用IDT的WANPLL芯片实现的时钟板卡电路
可以看出这个方案非常简洁，输出时钟频率等完全可通过软件设置，能适应大多数通信产品的应用。
IDT的WANPLL芯片为确保时钟安全，支持Master/Slave主从模式，提供专用信号线，从而很方便地设计主/从结构时钟源。图3示出一个主从结构的时钟。
图3  主从结构的时钟
这个例子示出IDT的WANPLL系列时钟芯片能轻易构造通信系统的绝大多数时钟应用。其范围从四级钟、三级钟直到二级钟，特别适用于构造3G的NodeB、RNC，SONET/SDH 的622、2.5G，媒体网关，GSM应用等。
Super JET收发器、ULIU线路接口芯片
IDT J1/E1/T1 Transceivers芯片系列收发器包括4款芯片，分别提供单片集成的8/4/2/1路线路接口单元和成帧器。其中单芯片8通道密度是业界高密度收发器芯片。由于采用0.18um的技术，从低功耗到高密度都比传统产品有很大的改进。
ULIU线路接口芯片系列包括4款芯片，分别提供单片集成的8/4/2/1路线路接口单元。
这些芯片具有十分的性能，能很好地适应厂家对产品、维护和市场的要求。这些性能主要归纳为以下三项。
·软件匹配功能
拥有按通道用软件设置E1/J1/T1的功能。这种功能保证只需设计单一硬件平台，就能根据国际市场的不同需要灵活选择制式。
拥有按通道用软件进行阻抗匹配和线路建立功能。这种功能可以根据安装现场实施时的需求用软件灵活配置，例如用软件选择120欧姆/75欧姆的接口阻抗。
拥有按通道可编程传输脉冲成形功能，这种功能可进行不同线路条件下的脉冲屏蔽优化。
这些功能的重要性在于它有助于客户根据不同变化的市场情况和应用进行通信设备的调整。
·通道错误计数器功能
所有IDT的Transceiver和 ULIU都具有通道错误计数器，紧密跟踪并记录双极性例外、过多的零和PRBS/QRSS模式错误等。计数器的容量应在误差率低于10-2时进行一秒钟检测不出现饱和。在高密度应用领域，集成错误计数器为FPGA和ASIC中节省可贵的引脚和寄存器资源。
安装和测试由8个内置PRBS/QRSS模式发生器完成，并配有内部回路设备、模式生成器、错误计数器和远程诊断等功能。这样一来，即便没有任何现场设备也能进行离线性能检测。
·方便工程师的设计考虑
在8/4/2/1路芯片系列中，所有的寄存器的定义是一致的，软件工程师只需要对一种芯片设计软件，就很容易移植到对全系列的芯片的软件应用中。硬件工程师则发现IDT的芯片在背板接口方面， J1/E1/T1是统一的，这极大地简化了设计。
该系列还支持没有延迟的立即保护切换1+1冗余，并具有符合ITU标准服务中的G.772监测功能。
IDT Transceiver/ULIU系列产品都支持或超过现行的网络规范，包括ANSI（T1.102, T1.403,T1.408)、 ITU (I.431, CRT12/13, G.703, G.736, G.775, G.823)、ETSI (300-166, 300-233)和AT&T (Pub 62411)。
具有高接收灵敏度，在772KHz超过-36dB, 1024KHz超过-43DB, 这十分有利于设计长距离应用。
Super JET收发器、ULIU线路接口芯片集众多优点于一身，使得他们在通信产品中得到大量的应用。例如在3G的RNC和NodeB中，需要IMA通过高密度的Transceiver传送ATM信元。普通低密度器件则很难做到容量和面积的兼顾。
TSI时隙交换芯片
IDT公司提供了全系列的TSI产品，可提供的交换能力，用以帮助载波级、企业VoIP网关、NGN，远程接入集中器和3G无线基站的设计人员，满足他们对高容量、通道化、时分布多路复用(TDM)接口元界面的需求。IDT的TSI芯片包含128×128，256×256，..., 32K×32K等各种容量的交换芯片。包含常规的和速率可匹配的种类。
传统的时隙交换芯片TSI主要提供语音交换。在构造数字交换机时， TSI芯片发挥过巨大的作用。随着VOIP，NGN通信产品的迅速发展，时隙交换芯片正在迅速应用于这些产品，可构造高容量的交换矩阵，IAD等应用。例如，利用IDT高密度的32K×32K交换芯片，很方便构造高达256K×256K的巨型交换矩阵。在IAD应用方面，对于集团内部交换，如果在IAD内部建立一个2K×2K的交换，本地交换就会很方便。本地交换带来的好处很明显，本地回路改走TSI，可以减少语音延时。本地回路改走TSI，可以使经过DSP的话路减少，同样的DSP处理能力可以处理更多的话路。本地回路改走TSI，不会产生话费支出。
由于IDT公司的电信产品成功地满足厂商对产品性能和研发的要求，这些产品在国内通信厂商获得了巨大的成功，被广泛应用在多种服务整合器和供应平台、无线基站、企业路由器和媒体网关，无线接入和边缘传输、交换、VoIP、 DSLAM、SDH和SONET MSPP等产品。

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