E1通信芯片的FPGA设计

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E1通信芯片的FPGA设计

作者：张海

来源：《硅谷》2014年第11期

摘要本设计是采用FPGA来实现E1通信协议，主要实现的功能有支持E1单帧和复帧方式、CRC4校验、可选时隙、多种告警管理、CAS复帧的传输、多种环回测试功能、Sa比特处理器及支持接收通路时钟的提取与锁定；满足E1输出接口时序的抖动特性。利用FPGA的硬件可定制性特点可以对E1协议的各个部分做特殊处理来满足不同的需求，外部只需增加简单的电平转换电路即可实现整个E1通信系统，这使得比传统的E1通信系统（专用芯片方案）有更强的竞争优势。

关键词E1；PCM；DLL；FPGA

中图分类号：TN915 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2014）11-0031-02

随着现代通信技术的发展，基础传输接入通信对通信的高质量、低成本、可定制、高集成及在线升级的需求变得越来越强烈。在PDH通信中，E1通信在我国的传输接入领域处于绝对统治地位。大量且广泛的使用使得E1的通信应用往往是采用集成芯片的方案实现，对于简单的只有E1通信的系统来说，这样的方案是比较可行的，但是这也存在一定的问题，那就是无法完成低成本、高集成及在线升级。当E1通信是处在一个有FPGA的大系统中的子系统时，采用FPGA实现E1通信就有比较大的优势了，首先他可以利用大系统中的FPGA器件，不需要额外的器件成本；减小PCB板面积；其次他可以实现一些特殊的功能：比如复用64k系统的路数、多路E1的集成、环回测试的方式等；还可以快速移植，缩短开发周期，提高系统稳定性。

1E1通信系统架构

中国和欧洲采用PDH的一次群E1通信协议，该通信协议开始主要是为电话网服务，因此他的很多特点都有电话通信的特征。后来由于该协议接口的规范性，逐渐应用到越来越多的场合。

1.1 E1协议基础

E1又称为PDH一次群，是32个64kbit/s通过时分复用的方式得到的一次群，即将32个时隙的数据组成1个E1帧结构，线路速率为2.048Mbit/s。

E1帧结构如表1所示。

表1E1帧结构