HDLC协议的SDH传输系统板间通信的设计

    摘要：针对SDH传输系统板间通信传统设计方法的不足，介绍一种采用HDLC协议进行设计的新方法．并在MPC852T型嵌入式微处理器上得以实现。

    严格的验证证明其在可靠性和传输速率方面获得了很好的性能。

    关键词：UART：HDLC：SDH：嵌入式微处理器；SCC

    1  引言

    板间通信总线是决定SDH系统设备是否稳定可靠工作的关键技术之一。板间通信的物理层信道不可能不发生差错．必须选择合适的数据链路层协议克服有差错的信道。SDH系统网元内的板间通信受成本和复杂性的限制，一般都建议采用单板Mcu系统内置的串行通信机制来完成，MCU器件内置的通信接口中，以传统的UART串行通信接口较为常见，UART异步串行通信理论上最大的速率为115200b/s，因而传输效率低下，只适合板间简单信息的互通。随着单板软件复杂程度的提高．通过板间通信总线传递的带宽要求也会不断增加：同时随着系统变得更加复杂，板间通信总线报文本身的长度也在不断增加中，板间的通信数据流量越来越大．对板间通信总线的传输要求也不断提高。针对UART方式速率上的不足，拟对HDLC协议进行研究．并选用Motormla的MPC852T型处理器．利用其对HDLC协议的支持，尝试采用HDLC协议进行板间通信，验证其在可靠性、通信速率等方面的改善。

    2  HDLC在SDH传输系统中的运用

    HDLC(High一levelDataLinkControl Proeedures，高级数据链路控制规程)广泛应用于数据通信领域．是确保数据信息可靠互通的重要技术。HDLC按照包含地址、控制、信息、CRC(称为帧)的标准格式进行发送和接收。所有的帧以1个开始标志(0x7E)开始，以1个结束标志(0x7E)结束。在开始和结束标志之间。1个帧包含地址域(A)、控制域(c)、O到5000字节的信息域(I)(可选)和FCS域，HDLC的帧结构如下：

    HDLC以1个独特的二进制系列01111111O(0x7E)来确定帧首(OpeningFlag)、帧尾(ClosingFlag)．经过编码在1个帧的开始和结束标志之间的其他部分杜绝了出现5个连续的“l”。

    地址域(A)用于多点通讯方式时设定站地址。帧接收时如果地址域(A)与本站不匹配．该帧不会被接收。还有1个值得注意的是。FCS域．采用循环冗余校验((2RC)除标志域外的所有其他域的校验值。HDI￡通过：FCS域来保证数据的可靠传输。关于HDLC的详细资料请参阅参考文献。

    SDH系统是目前电信系统中的主要传输手段，它由一些SDH网元组成．在光纤上进行同步信息传输、复用和交叉连接。传统的SDH网元结构如图1所示。

    在图1所示系统中．网元控制板NCP单元部件是SDH系统的重要组成部分．系统内部各功能单板的性能、告警等信息要通过该单元送到网管。同时网管的一些命令也必须通过。NCP下发到各单板。系统中板间通信组成了1个典型的多机系统．NCP单元为多机通信系统中主机．其他部件为从机。

    NCP单元和其他部件通信可靠性要求高．信息量大而且实时性要求高。而SDH系统网元的背板总线线路长度相对较长．所以不得不考虑电磁干扰、信号完整性、阻抗匹配、电平选择等问题。传统的UART通信显然无法胜任。以HDLC协议的优越性能，可以实现高可靠和高效的板间通信。

    3SDH传输系统板间通信设计

    3．1MPC852T

    MPC85T是MPC866PowerOUICC系列中的一款嵌入式通信处理器。MPC852T内核主频可达100MHz．内部集成了CPU核(PowerQUICC)、系统接口单元(SIU)和通信处理器(CPM)3个模块，由于它成本低、通信能力强、多种通信协议能灵活接口，因而特别适合于通信和网络应用。MPC852TPow-erQUICC集成了2个处理块，1个处理块是嵌入式PowerPC核．另1个是RISC Controller。系统框图如图2所示。

    通信协议处理器(CPM)模块是需要关注的焦点，它促成了MPC852T强大的通信处理能力。CPM是RISC处理器，具备多个通信控制器，其中包括2个串行通信控制器(SCC)，可运行多种通信协议(Ether-net、HDLC、UART、透明传输等)。SCC口是最具有特色的接口．通过操作相应的寄存器、独立开发收发驱动程序或调用操作系统相关的驱动程序，SCC口就能完成优越的板间通信功能。

    参考MPC852TDatasheet提供的数据，HDLC板间通信速率支持Nx64kb／s,N最大为64，即理论最大通信速率为4Mb／s，实用速率应视CPM利用率和Core处理能力而改变。而UART的理论最大速率为115．2kb／s．理论比较结果非常明显。

    3．2MPC852T处理器SCC口的设计

    硬件设计方面．HDLC数据链路层协议需要合适的物理层的支持．以达到高可靠性和高流量。考虑到SDH网元背板的线路走线长度和通信速率，列举了常见的3种串行通信标准的主要特征。

    由表1可以看出．RS一485的传输距离、速率都能满足设计要求，而且成本低廉、易购，所以选择RS一485来完成通信系统设计。如图3所示。

 如果您对本文有任何疑问或者建议，请到讨论区发表您的意见: >> 论坛入口 <<