Dallas Semiconductor的DS2155或DS21455單芯片收發器(SCT)可用于創建與日本JJ-20.11標準兼容的接口。DS2155和DS21455都有一個數字多路復用器和I/O接口，提供對幀和LIU部分之間的時鐘和雙極數據信號的訪問。通過FPGA或CPLD，可以修改數據流以支持JJ-20.11標準。由于LIU已經具有編碼和解碼JJ-20.11中使用的編碼標記反轉(CMI)信號的能力，因此只需要稍微修改以增加接收信號的增益。

介紹

本應用說明描述了如何使用Dallas Semiconductor DS2155或DS21455單芯片收發器(SCT)創建與日本JJ-20.11標準兼容的接口。JJ-20.11標準描述了符合JJ-20.10標準的日本專用交換機(PBX)系統使用的電氣和物理條件。DS2155和DS21455都有一個數字多路復用器和I/O接口，提供對幀和LIU部分之間的時鐘和雙極數據信號的訪問。看到圖1． 控制數據流到I/O信號很簡單，并且可以用LBCR在軟件中執行。LIUC寄存器位和/或在硬件中使用LIUC引腳。通過FPGA或CPLD，可以修改數據流以支持JJ-20.11標準。由于LIU可以編碼和解碼JJ-20.11中使用的編碼標記反轉(CMI)信號，因此只需要稍微修改即可增加接收信號的增益。下面的信息和詳細的圖表解釋了支持JJ-20.11標準所需的所有更改。

圖1所示。DS2155收發器簡化框圖。

Receive-Side設計

JJ-20.11標準使用違反CMI編碼方案的代碼來指示256位幀的第一個位。接收-外部電路，圖7在附錄中，監視RPOSO和RNEGO信號，并檢測CMI雙極違反(BPV)，從而啟動延遲計數器。然后將RPOSO和RNEGO組合成單極數據流并通過8位移位寄存器。當計數器達到129 (JJ-20.11時隙16的開始)時，它導致移位寄存器交替地將E1幀對齊信號(FAS)和非幀對齊信號(NFAS)模式加載到時隙16中，從而覆蓋JJ-20.11數據流的未使用部分。修改后的數據流然后同時在RPOSI和RNEGI輸入，這允許幀在單極模式下操作。圖2詳細說明接收端數據流被外部電路修改后的位時序。

圖2。接收同步幀和位信息。

因為FAS/NFAS模式插入到數據流的時隙16中，所以幀者將與此模式對齊，有效地將所有的j -20.11時隙向前移動16個通道。因此，j -20.11幀模式從時隙0被轉移到時隙16，允許多幀對齊、報警指示和信號位被內部幀寄存器RS1到RS16讀取。因為幀者的內部寄存器空間是JJ-20.11多幀的兩倍大，這些寄存器實際上將保存JJ-20.11信息的兩個連續多幀。軟件只需要定位寄存器第3位的零，這表示JJ-20.11幀模式的多幀對齊。

由于時隙向前移動了16個信道，外部設備必須考慮到這個時隙。這些設備包括任何連接到幀的接收串行數據(RSER)或接收同步信號(RSYNC)。表1顯示了相對于JJ-20.11標準的移位模式和每個時隙的位置。由于該標準是為通常只承載語音流量的PBX系統設計的，因此這種時隙移位不應構成問題。由于語音數據通常是通過管道傳輸到PCM編解碼器設備中，以便轉換為電話線，因此系統操作員可以對這些線路任意編號。如果有必要恢復相對于RSYNC脈沖的原始時隙映射，則已經存在的FPGA或CPLD邏輯可以執行此功能。一個簡單的延遲計數器將RSYNC脈沖移動128位，將所有時隙恢復到原始位置。

表1。修改幀對齊后接收時隙映射

Transmit-Side設計

當發送端處于E1模式時，可以通過發送信令寄存器TS1 ~ TS16將j -20.11同步、告警指示和信令位信息插入數據流。另外，JJ-20.11時隙0可以在TSER外部插入，這將需要額外的硬件。這里不討論這個過程。因為幀將這些寄存器的內容插入到時隙16中，所以用戶需要在TSER中偏移16個通道的數據。這種半幀偏移確保在外部FPGA或CPLD修改數據流后，信令寄存器的內容將實際映射到JJ-20.11時隙0。為了執行移位，TCHBLK引腳被編程為在時隙16期間活動，如圖所示圖3．

圖3。發送端背板定時。

TCHBLK信號在系統中有雙重用途。首先，外電路利用它對TPOSO和TNEGO信號進行修改，生成BPV, BPV表示JJ-20.11幀的第一個比特。其次，它用于指示JJ-20.11幀的開始，以便TSER中的數據可以正確對齊。在軟件中，TSYNC引腳需要被編程為使用IOCR1的輸出。TSIO寄存器位，TCHBLK需要在使用TCBR3的時隙16期間編程為高電平。CH17寄存器位。(注意，由于各種規范中使用的編號約定，時間槽16也是頻道17。)

傳輸外部電路;圖8在附錄中，延遲TCHBLK信號以解釋TSER輸入與TPOSO和TNEGO輸出之間的內部延遲。一旦延遲的TCHBLK變高以指示j -20.11幀的開始，切換觸發器被觸發，導致TPOSO和TNEGO映射的變化。通常，TPOSO輸出連接到TPOSI輸入，TNEGO輸出連接到TNEGI輸入，從而允許數據流到線接口單元(LIU)不變。然而，觸發器狀態的變化將TPOSO連接到TNEGI, TNEGO連接到TPOSI。在觸發器狀態下的另一個后續更改將恢復原始映射。雖然映射的變化不會影響數據流，但它確實會導致緊接在狀態變化之后的脈沖以與前一個脈沖相同的極性傳輸。這就產生了BPV，用來表示JJ-20.11幀的開始。圖4詳細說明通過外部電路修改后的發送端數據流位時序。

圖4。發送端幀到劉定時。

由于時隙向前移動了16個信道，外部設備必須考慮到這個時隙。這些設備包括任何連接到幀發送串行數據(TSER)或發送同步信號(TSYNC)的設備。表2顯示了相對于JJ-20.11標準的移位模式和每個時隙的位置。由于該標準是為通常只承載語音流量的PBX系統設計的，因此這種時隙移位不應構成問題。由于語音數據通常由PCM編解碼設備從電話線轉換后提供，因此系統操作員可以對這些線路任意編號。如果有必要恢復相對于TSYNC脈沖的原始時隙映射，則已經存在的FPGA或CPLD邏輯可以執行此功能。一個簡單的延遲計數器將TSYNC脈沖移動128位，將所有時隙恢復到原始位置。

表2。改變幀對齊后傳輸時隙映射

網絡接口設計

所示的網絡接口圖5是直接的，只需要幾個無源組件和一個比較器來發送和接收符合JJ-20.11的信號。傳輸接口非常簡單，因為TTIP驅動器足夠強，可以產生必要的輸出脈沖到1:1變壓器中。

圖5。網絡接口電路的圖示。

圖6。CMI脈沖傳輸到110歐姆終止負載。

圖6顯示傳輸輸出被驅動到110歐姆負載的作用域圖。信號幅值略低，但滿足3.0V±0.75V(P-P)標準。如果需要增加輸出信號的幅度，將變壓器繞組改為1:1.15，將幅度精確地設置為3.0V(P-P)。

接收接口需要一個比較器，因為RTIP引腳只能在正常CMOS電壓水平下解碼CMI編碼信號。然而，JJ-20.11規定，在最大電纜損耗為13dB的情況下，正常接收應該是可能的。在2.25V(P-P)的最低指定發射輸出電平下，恢復的信號將約為0.5V(P-P)，太低而無法觸發CMOS輸入的高閾值電壓。雖然幾乎任何高速單電壓軌比較器都可以在電路中使用，但MAX999或MAX9140比較器是不錯的選擇。這兩種設備都采用小型5針SOT23封裝，高速運行，功耗非常低。剩余的外部元件終止線路并使比較器偏置。兩個55歐姆電阻在線路上表現為110歐姆負載，使反射最小化。兩個15k歐姆電阻偏置來自線路的輸入信號，使比較器工作在必要的最低規定電壓以下。

軟件寄存器編程

軟件設計很簡單，不需要任何處理器密集型操作。當SCT重置完成后，通過寫入少量寄存器來執行初始化。應該初始化的最后一個寄存器是TS1到TS16。這些寄存器保持JJ-20.11幀結構，并且應該包含中性值。因為在多幀結構中使用比特有多種標準，所以本文不涉及確切的比特設置。值得注意的是，JJ-20.11幀結構只有8幀長，所以寄存器TS9到TS16應該只包含寄存器TS1到TS8中數據的副本。下面是寄存器初始化的一個簡短示例表3．

表3。注冊初始化示例

*只有當LIUC引腳處于HIGH狀態時才需要。

一旦SCT初始化，軟件只需要監控RS1到RS16寄存器的新報警狀態，并重新配置TS1到TS8(通過TS9到TS16的數據拷貝)寄存器來指示任何報警條件。當監控RS1到RS16時，軟件必須檢查數據的第2位是否存在多幀指示器，因為RS1寄存器可能與多幀的開始不對齊。這個動作會給處理器增加一些工作量，但在一個簡單的寄存器重新映射或數據復制例程中很容易克服。發送寄存器和接收寄存器中的數據將每兩個多幀更新一次，如狀態寄存器4中的TMF和RMF位所示。可能需要實現一些軟件功能來進行通道空閑、通道監控或環回和測試操作。

如有任何其他問題或意見，請參閱本文檔末尾的參考資料。

附錄

圖7。接收同步電路圖。

圖8。發射雙極性沖突發生器的示意圖。

參考文獻
關于JJ-20.11接口設計的更多問題，請通過電子郵件聯系電信應用支持團隊。