HDLC协议处理芯片PT7A6525在交换机中应用2008-12-11

HDLC协议处理芯片PT7A6525及其在交换机中应用

北京交通大学周学义

摘要：在目前数字程控交换机或网络设计中，通常采用HDLC高级数据链路控制协议；PT7A6525，是百利通（PERICOM）公司生产的具有两个完全独立的全双工HDLC协议处理器芯片，本文介绍了它的原理及在时钟模式，并给出了实际应用中交换网与PT7A6525的连接框图及信令消息读写程序，对其在数字程控交换机中的应用加以说明。

关键词：HDLC PT7A6525 FIFO 数字程控交换机

1.概述

HDLC协议不依赖于任何一种字符编码集；数据报文可透明传输，用于实现透明传输的“0比特插入法”易于硬件实现；全双工通信，不必等待确认便可连续发送数据，有较高的数据链路传输效率；所有帧均采用CRC校验，对信息帧进行顺序编号，可防止漏收或重分，传输可靠性高；传输控制功能与处理功能分离，具有较大的灵活性。

笔者曾在《电子设计应用》2003年第04期介绍过MT8952B,见《HDLC协议处理芯片MT8952B在数字程控交换机中的应用》，接到不少读者对相关问题的咨询。随着电子技术的不断发展，交换机的交换容量要求也越来越高，通信量也越来越达，具有19字节FIFO的MT8952B已远远不能达到用户的需求，本文将介绍64字节FIFO，传输信息可以不受限制的HDLC芯片。

PT7A6525，HDLC协议控制器有以下特点：支持两个完全独立的全双工HDLC信道，符合X.25 第二层标准数据格式，前向序列的产生和检测，单字节地址识别，具有微处理器端口，灵活操作和控制寄存器，发送和接收有64个字节的FIFO缓冲区，多路数据链路握手信号，高速串行时钟输出（8Mbps），符合ST-BUS的可编程的通道选择和时隙控制，灵活的协议控制功能，低功耗ISO-CMOS技术。其适用的主要应用领域包括：数据链路控制和协议产生，数字设备、PBXs和专用数据网，ISDN基本数据的D通道控制器，数据网络接口电路的C通道控制器，内部通信处理等。

内部结构见图1.。

图1. PT7A6525内部结构图

2.PT7A6525寄存器

PT7A6525 HDLC协议控制器，处理符合CCITT建议的X.25（第二层）由包交换协议定义的协议结构和帧数据。通过零位插入和删除技术获得数据传输的透明性。在发送数据的过程中，自动产生HDLC帧标志（0111110）和FCS(frame check sequence)字段以及帧异常中止、信道空闲和其他接收状态，因而PT7A6525将准备发送的数据自动地构成HDLC帧。在接收端，把来自远方的HDLC帧进行FCS校验，并恢复原始数据。

PT7A6525有两个端口，一个是串行端口用来发送和接收数据包，另一个是并口，允许在单片机系统总线和协议处理器之间并行传输数据。这个接口包括数据总线（D0-D7）、地址总线（A0-A6）、时钟、片选（CS）和读写控制等，微处理器可以读写协议处理器的各个寄存器。表1.给出这些寄存器的地址，寄存器的详细描述可参考PT7A6525的数据手册[1]。

表1. 寄存器地址表

3. PT7A6525时钟模式

PT7A6525每个通道支持时钟模式有内部时钟晶振（OSC ）模式、独立的波特率发生器

(BRG)和数字脉冲锁相环(DPLL)模式。接收和发送时钟可以通过设置寄存器产生：内部时钟可以通过

OSC 、BRG 和DPLL 产生，外部时钟可以通过TxCLK/RxCLK 获取，通过对信道配置寄存器1（CCR1）设置产生8种不同的时钟模式，见表2：

本文以外部时钟模式0例加以详细介绍，主要实用于点对点或点对多点连接，分别同步于收发引脚；

4. PT7A6525在交换机中的应用连接图

本文给出的示例为单板－主网间通信，采用点对多点、主从方式的串行HDLC 通信。其中主网控制板的HDLC 控制器作为主，其它单板的HDLC 作为从。主网控制板的HDLC 按地址轮询其它单板，只有轮询到的单板可以应答。其连接框图如图2所示。

单板的接收线经驱动后连到HDLC 控制器。单板的发送线经驱动后再送到背板，此驱动的输出受单板的逻辑控制，具体控制分几种情况：（1）上电复位时，逻辑控制为高阻输出。 （2）MCU 死机时，引起复位，也控制为高阻输出，以防止单板长期占用总线。（3）当轮询此单板时，单板发送数据前，先使能输出，发送结束后置为高阻，让出总线。

单板的HDLC 控制器采用的是本文介绍的双路HDLC 芯片PT7A6525直接与HDLC 芯片（如主网控制层用PT7A6632）相连。A6~A0为协议控制器的寄存器地址选择，单片机可以读写这些寄存器，串口可以传送/接收数据包，也可以连接到数字传输媒介或数字接口电路如MT8972、MT8980等，如TxD 和RxD 可以MT8980的母线相连。

图2 PT7A6525在交换机中的应用连接图

5.PT7A6525数据读写的应用程序实例

根据前面的介绍，参考图2.的应用连接图，具体接口图可参考芯片手册或《电子设计应用》的MT8952B，可以控制寄存器，达到所需要的目的。在实际应用当中，文中给出点到点模式的读取和发送数据的子程序实例，供参考。

5.1.读取数据

PT7A6525数据的读取，是在外部中断里实现，当有数据到达时，INT拉低，微处理器产生中断，可以在外部中断服务程序中操作。

//外部中断，由PT7A6525产生，完成一次消息的接收。

#define byte unsigned char

#define word unsingned int

#define PT7A6525_FIFO_LEN 32

#define MSG_LEN 256

byte r_ pt7a6525 [MSG_LEN]; //接收消息缓冲区

byte r_count＝0; //接收计数

void ex0_int() interrupt 0

{

byte i;

byte r_byte_len;

byte bISTA,bEXIR；

bISTA= XBYTE[ISTA]; //读取中断状态并复位

bEXIR =XBYTE[EXIR]; //外部中断状态

if(bEXIR & 0x10) {/*溢出处理*/} //接收溢出

r_byte_len=(XBYTE[RBCH]&0X0F)<<4 + XBYTE[RBCL]; //接收数据长度

if(bISTA & 0x80) //接收数据结束

{

for(i==0;< r_byte_len; i++)

{

r_pt7a6525[i+r_count* FIFO_LEN]=XBYTE[RFIFO];

}

r_count=0;

CMDR=0X80;

}

if(bISTA & 0X40) //接收数据

{

for(i==0;i< FIFO_LEN;i++)

{

r_pt7a6525[i+ r_count* FIFO_LEN]=XBYTE[RFIFO];

}

r_count++;

}

}

在实际应用中，可能会遇到接收的数据不正确，可以读取外部中断寄存器接收溢出标志，若为1，则读取数据并放弃。若发送的数据不确定字节数，则可以判断FIFO状态寄存器中接收FIFO结束标志，这样能确保数据的正确性。

5.2.发送数据

PT7A6525的数据发送，既可以在中断里，也可以在程序执行中；假设要发送的数据放入缓冲区t_ pt7a6525 [MSG_LEN]里。在下面实例中，消息长度MSG_LEN很灵活，可为任意值，发送的可超过32个字节，注意每次最多发送32个字节，在发送数据最后小于32字节后，将命令寄存器的XTF和XME位写1，表明数据包发送结束。

byte x_count; //发送计数

void transmit_data (void);

{

uchar i,temp;

x_count= MSG_LEN/ FIFO_LEN;

temp=x_count;

while(x_count) //发送前n*32个字节数据，不必等待确认便可连续发送数据

{

for(i= 0;i< FIFO_LEN;i++)

{

XBYTE[XFIFO]= x_pt7a6525[i+(temp-x_count)*FIFO_LEN];

}

CMDR=0X08; //透明传输数据

x_count--:

}

for(i=0;i

{

XBYTE[XFIFO]= x_pt7a6525[i+temp*FIFO_LEN];

}

CMDR=0X08 | 0x02; //发送结束，XTF和XME置1

}

6.PT7A6525在程控数字交换机中应用

在程控数字交换机中，最广泛的应用的就是交换信令的传输和接收，微处理器根据收到的信令或消息，进行相应的操作，如收到SETUP消息，需发送SETUP ACKNOWLEDGE，再根据消息的不同，进行不同的话路接续、语音接续、电路控制等等。而在程控数字交换机应用中，尤其是标准的信令如NO.7，DSS1信令，局间的通信量较大，一条协议鉴别语（protocol discriminator）多数需要32个字节甚至更多，文中给出Q.931的协议鉴别语中消息建立(SETUP)实例供参考。

在Q.931协议中，规定了每个消息要包含以下几部分，如下表所示：

8 7 6 5 4 3 2 1 8位组

1

2

3

等等.

参考文献

1.https://www.wendangku.net/doc/c914613533.html,/new/manage/doc_datasheet/PT0017/PT7A6525-6525L-6526-8.pdf

2.周学义卢炜HDLC协议处理芯片MT8952B在数字程控交换机中的应用电子设计应

用2003年第04期

3.国家标准GB1715

4.1-1997控制协议技术规范GB/T17154－1997

4.周学义时隙数字交换电路MT8980D在程控机中的应用单片机与嵌入式系统应用

2002.7