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TD-SCDMA网络测试仪的ATM数据采集卡的实现

发布时间:2019-05-27 07:12 来源:未知 编辑:admin

  处理器的ATM数据采集卡的实现方案,主要分析了ATM数据采集软件的各个模块,详细说明了数据采集卡的数据处理流程。实际使用表明,本文提出的数据采集卡已经成功的对ATM不同适配层的信元进行了正确的接收重组和组装发送,具有很大的实用价值。

  我国自主提出的TD-SCDMA标准随着标准的完善和系统设备的逐渐成熟,再加上政府的强力支持,必将在我国的3G建设中占重要的一席之地。而能对TD-SCDMA网络各个接口(Iub、Iur、Iu等)进行监控和仿真的信令测试仪是TD-SCDMA产业链中的重要一环。目前TD-SCDMA传输网各接口之间的数据传送主要采用IMA协议和STM-1(甚至更高速率)接口的ATM传输。而实现对各接口的数据采集是TD-SCDMA信令测试仪实现的重要基础。本文主要介绍基于PowerPC的TD-SCDMA网络测试仪中ATM数据采集卡的软件模块的实现。

  ATM信元是ATM传送信息的基本载体,采用固定长度的信元格式,只有53字节,其中5个字节为信头,其余的48个字节为信元净荷。信元头有2种格式:用户网络接口UNI和网络节点接口NNI,具体格式如图1所示。图1中,GFC为一般流量控制,4bit。只用于UNI接口,目前置为“0000”,将来可能用于流量控制;VPI为虚通道标识,其中NNI为12bit,UNI为8bit;VCI为虚通路标识,16bit,标识虚通道内的虚通路,VCI与VPI组合起来标识一个虚连接;PTI为净荷类型指示,3bit,用来指示信元类型;CLP为信元丢失优先级,1bit。用于信元丢失级别的区别,CLP是1,表示该信元为低优先级;HEC为信头差错控制,8bit,监测出有错误的信头,可以纠正信头中1比特的错误。HEC还被用于信元定界[1]。

  ATM适配层AAL主要负责ATM层与高层之间的信元转发过程。从上层收到转发信息后,AAL将数据分割成信元;从ATM层收到转发信息后,AAL必须重新集合负载形成一个上层能够辨识的格式。上述操作称之为分段与重组SAR,它是AAL的主要任务。不同的AAL支持不同的流量或服务类型。下面介绍在TD-SCDMA中采用的AAL2和AAL5的信元格式及它们的分段与重组。[2]

  AAL2适用于传输低速率语音流量。AAL2又被分为通用部分子层(CPS,Common Part Sublayer)和服务特定会聚子层(SSCS,Service Specific Convergence Sublayer)。图2给出了CPS包的格式。其中CID:信道标识,CPS-PH中的CID可方便CPS-PP判别在VCC中的状况,它有8个位元,共255个取值,但只有248个CID保留给使用者;LI:长度指示器。数据包有效载荷的长度与每个独立用户相关联,值小于有效载荷且具有一个45字节(可能设置为64字节)的缺省值,它指的是封包载乘的长度 (CPS-PP),当它为零时,则表示长度为1byte,因此CPS-PP 至少为1byte;UUI:用户对用户指示,提供 CPS 和一个适当的SSCS间的链路,以满足高层应用程序要求;HEC:信头错误控制。多个CPS包就组成了CPS-PDU,多个CPS-PDU就组成了SSSAR-PDU,多个SSSAR-PDU就组成了一个SSSAR-SDU。图3给出了AAL2的数据单元的分段与重组情况。

  AAL5是简单且有效的AAL(SEAL),基本上用于数据流量问题上。它不包含Per-Cell长度或Per-Cell CRC字段。图4给出了AAL5的数据单元结构。CPCS-PDU Payload:可变长用户信息字段;PAD:间隙,长度在0到47字节之间;UU:CPCS用户对用户指示;CPI—通用部分指示;Length:长度指示器。

  AAL5的重组和AAL2很相似,就是把SAR-PDU进行合并,成为一个CPCS-SDU的净荷。唯一不同的是在AAL5中不含有CID号,所以它的重组要比AAL2简单。图5示出AAL5的数据单元的分段与重组情况。

  网络处理器是一种可编程器件,通常由若干微码处理器和硬件协处理器组成,可实现业务灵活性和高性能的有机结合。摩托罗拉公司(编者注:现为Freescale)的PowerPC是一块功能强大的网络处理器,由G2_LE Core、通信处理模块(CPM)构成一个双核处理器。在本设计中,我们主要用它来实现ATM协议,完成ATM信元的分组与重组功能。具体的数据流程如图6所示。

  数据在发送时,消息体被划分成一个个标准的ATM信元,封装成STM-1帧传送;接收时必须从STM-1帧中取出标准的ATM信元,对数据进行重组,还原出具体的消息。为了实现数据的采集,主要工作由PowerPC处理器运行固化在数据采集卡上的软件模块实现。软件模块由四个部分组成:初始化模块、地址映射模块、接收控制模块、激活模块组成。

  初始化模块完成PowerPC的参数RAM的配置、FCC相应寄存器的配置和中断队列的初始化,使整个系统维持在一种待机状态,其配置流程如图7所示。

  地址映射模块负责把来自不同的VPI/VCI组合的ATM信元放置到SDRAM的不同位置。图8给出了地址映射的处理机制,地址映射的流程如下:

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