专利名称：多负载分接复用方法、系统及装置的利记博彩app
技术领域：
本发明涉及时分复用技术(TDM，Time Division Multiplex)，更具体的说，是一种 多负载情况下分接复用方法、系统及装置。
背景技术：
时分复用技术是将不同的信号相互交织在不同的时间段内，沿着同一个信道传 输；在接收端再用某种方法，将各个时间段内的信号提取出来还原成原始信号的通信技术。 在公用电话交换网(PSTN)等通信网络中被大量使用。在综合接入设备中，经常使用T匿高 速通路接口 (Highway,简称HW)总线承载数据。靠近用户侧的HW总线一般都只使用了时隙 中的一部分，经常需要将其有效时隙汇集到一路冊总线上，连接上层的芯片或设备，如图1 所示，上层设备通过1路HW总线和N个用户板的通讯的通常方案主要有以下2种
第一种，使用专门的FPGA(现场可编程门阵列，Field Programmable GateArray) 来实现分接复用，在FPGA中将接收的双向数据，储存在存储器中，在下一帧的时候再发送 到相应的端口和时隙。该方案增加了 T网的延时，需要增加FPGA芯片，增加FPGA编码工作 量，成本较高，软件版本上也要增加相应的配置文件。 现有技术采用FPGA实现上层设备和用户板通讯时的下行和上行时序分别如图2 和图3所示。图中，各个设备的帧同步是一致的，使用FPGA设备缓存双向的数据，在下一帧 的对应时隙将其发出。 第二种，采用T匿交换芯片。T匿交换芯片容量较高，成本高，需要软件更多参与控 制，增加了软件的工作量。增加了芯片面积，不利于小型化。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种多负载分接复用方法、系统及装置，以减少 主从设备双向数据通讯的延时。 为了解决上述问题，本发明提供了一种多负载分接复用系统，该系统包括主设备、
分接复用装置及若干个从设备，所述分接复用装置包括帧同步模块和分解复用模块，所述
帧同步模块，用于向各个从设备发送帧同步信号，所述帧同步信号使得各个从设备的有效
时隙在时序上不重叠；所述分解复用模块，用于对主从设备数据实现分接及复用。 进一步地，所述帧同步模块发送给各个从设备的帧同步信号是这样确定的根据
各个从设备的有效时隙信息计算各个从设备帧同步信号相对于主设备帧同步信号提前或
延迟的时钟周期数，再根据系统时钟信号和主设备帧同步信号确定各个从设备的帧同步信号。 进一步地，所述分解复用模块包括下行分接子模块及上行复用子模块，所述下行 分接子模块用于转发主设备发送的数据，由处于有效时隙的从设备接收；所述上行复用子 模块用于根据各个从设备的有效时隙信息选择接收处于有效时隙的从设备的数据并复用 及转发给主设备。
进一步地，所述装置还包括时钟模块和存储模块，所述时钟模块，用于向各个从设 备提供系统时钟信号；所述存储模块，用于保存各个从设备的有效时隙信息，所述有效时隙 信息是各个从设备预先设置的。 为解决上述技术问题，本发明还提供一种多负载分接复用装置，所述分接复用装 置包括帧同步模块和分解复用模块，所述帧同步模块，用于向各个从设备发送帧同步信号， 所述帧同步信号使得各个从设备的有效时隙在时序上不重叠；所述分解复用模块，用于对 主从设备数据实现分接及复用。 进一步地，所述帧同步模块发送给各个从设备的帧同步信号是这样确定的根据 各个从设备的有效时隙信息计算各个从设备帧同步信号相对于主设备帧同步信号提前或 延迟的时钟周期数，再根据系统时钟信号和主设备帧同步信号确定各个从设备的帧同步信 号。 进一步地，所述分解复用模块包括下行分接子模块及上行复用子模块，所述下行 分接子模块用于转发主设备发送的数据，由处于有效时隙的从设备接收；所述上行复用子 模块用于根据各个从设备的有效时隙信息选择接收处于有效时隙的从设备的数据并复用 及转发给主设备。 进一步地，所述装置还包括时钟模块和存储模块，所述时钟模块，用于向各个从设 备提供系统时钟信号；所述存储模块，用于保存各个从设备的有效时隙信息，所述有效时隙 信息是各个从设备预先设置的。 为解决上述技术问题，本发明还提供一种多负载分接复用方法，该方法基于分接 复用装置实现，该方法包括 (a)所述分接复用装置向各个从设备发送帧同步信号，所述帧同步信号使得各个 从设备的有效时隙在时序上互不重叠； (b)所述分解复用装置对主从设备数据实现分接及复用。 进一步地，该方法包括步骤(a)中所述帧同步模块发送给各个从设备的帧同步 信号是这样确定的根据各个从设备的有效时隙信息计算各个从设备帧同步信号相对于主 设备帧同步信号提前或延迟的时钟周期数，再根据系统时钟信号和主设备帧同步信号确定 各个从设备的帧同步信号。
进一步地，步骤(b)中下行分接时，所述分接复用装置转发主设备发送的数据，由
处于有效时隙的从设备接收；上行复用时，所述分接复用装置根据各个从设备的有效时隙
信息选择接收处于有效时隙的从设备的信号并复用及转发给主设备。 进一步地，步骤(a)之前，所述分解复用装置各个从设备发送系统时钟信号。 进一步地，步骤(a)中各个从设备的帧同步信号使得各个从设备的有效时隙在时
序上首尾相连。 进一步地，各个从设备的帧同步信号使得各个从设备的有效时隙对应到主设备上 从0开始的若干时隙上，各个从设备的帧同步信号落后主设备帧同步信号的时钟周期对应
的时隙的个数为(li4-% )，其中n为当前从设备的序号、&为第i个设备的有效时隙数，
第n个设备的起始有效时隙从第Xn个时隙开始。 与现有技术相比较，本发明多负载分接复用方法、系统和装置利用时分复用总线
5的特点，调整各个从设备帧同步信号，使各个从设备的有效时隙在时序上不重叠，从而无需 缓存的情况下实现主设备与各个从设备对应时隙的双向数据通讯，减少了延时；且本发明 无需额外增加T网交换芯片或FPGA，无需软件的参与， 一方面降低了系统开发的复杂度和
难度，另一方面降低了系统的设计成本，减小了芯片面积，有利于小型化设备的设计。
图1是上层设备和用户板通讯的结构示意图。 图2是现有技术采用FPGA实现上层设备和用户板通讯时的下行时序图。 图3是现有技术采用FPGA实现上层设备和用户板通讯时的上行时序图。 图4是本发明分接复用系统详细结构示意图。 图5是本发明分接复用方法实例中下行方向的时序图。 图6是本发明分接复用方法实例中上行方向的时序图。
具体实施例方式
本发明方法和系统的主要核心是利用时分复用总线的特点，调整各个从设备帧同 步信号，使各个从设备的有效时隙在时序上不重叠，从而无需缓存的情况下实现主设备与 各个从设备对应时隙的双向数据通讯，即实现主设备通过一条HW总线和N个从设备的HW 总线通讯，包括N路时分复用信号复用成1路时分复用信号，以及1路时分复用信号分接到 N个时分复用信号2个方向的数据交换。 为了实现本发明方法，主设备和从设备需要具备以下条件 下面结合实例和附图对本发明所介绍的方法和设备进行说明。 如图4所示，本发明多负载分接复用系统包括主设备、分接复用装置及若干从设
备，主从设备用于通过分接复用装置实现数据交互，分解复用装置用于将来自若干从设备
的若干路时分复用信号复用成1路时分复用信号，以及将1路时分复用信号分接到若干个
时分复用信号2个方向的数据交换。 本发明系统中，主从设备与现有技术相同，在此不在赘述。
以下对本发明分接复用装置进行详细说明 本发明分接复用装置包括时钟模块、存储模块、帧同步模块、下行分接模块和上行 复用模块，其中， 时钟模块，用于根据系统时钟，向HW总线上的主设备和从设备提供时钟信号；
根据系统的需要，系统时钟信号可以是主设备提供，也可由本地时钟产生。如果由 主设备提供，则无需再发送时钟信号给主设备。 存储模块，用于存储各从设备有效时隙的信息，包括各从设备有效时隙段的起始 位置信息及有效时隙数。 帧同步模块，用于根据存储模块保存的各个从设备有效时隙信息向各个从设备提 供帧同步信号。 具体地，所述帧同步模块发送给各个从设备的帧同步信号是这样确定的根据各 个从设备的有效时隙信息计算各个从设备帧同步信号相对于主设备帧同步信号提前或延 迟的时钟周期数，再根据系统时钟信号和主设备帧同步信号确定各个从设备的帧同步信号，使各个从设备的有效时隙在时序上互不重叠，从而实现主设备与各个从设备对应时隙 的双向数据通讯。 主设备帧同步信号，也即系统帧同步信号，由主设备从更上层的设备得到，或通过 本地时钟处理得到。 分接复用模块，用于根据各个从设备的有效时隙信息对主从设备数据实现分接及 复用，该模块包括下行分接子模块和上行复用子模块，其中， 下行分接子模块，采用N 口驱动器实现，用于接收主设备HW总线的输出的数据，并 发送到N个从设备； 从主设备发送每一个时隙的数据时，都有且只有一个从设备处于有效时隙，那么 主设备此时发送的数据被这个从设备的这个时隙接收。其余从设备处于非有效时隙，不会 接收。 上行复用子模块，用于根据存储模块保存的各从设备的有效时隙信息选择接收N 个从设备HW总线的输出信号，并将承载了数据的时隙复用到一路HW总线上，发送给主设 备。 上行复用子模块包括控制单元和选择器，其中控制单元用于根据各从设备的有效 时隙信息产生选择控制信号并输出给选择器； 所述选择器为N选1选择器，用于根据该选择控制信号实现对各个从设备输出信 号的选择。从而实现，在从设备1处于有效时隙时，选择从设备1的输出连接到主设备的输 入，从设备2处于有效时隙时，选择从设备2的输出连接到主设备。通过这样不停的切换。 实现N个从设备所有有效时隙的数据都能被到主设备的对应时隙接收。
本发明分接复用装置采用l个CPLD (Complex Programmable LogicDevice，复杂可 编程逻辑器件)或FPGA实现，优选的采用CPLD实现。 本发明分接复用方法基于以上分接复用装置实现，包括以下步骤
步骤一 时钟模块接收系统时钟信号，并发送给各个从设备。 步骤二帧同步模块根据各个从设备的有效时隙信息计算各个从设备帧同步信号 相对于主设备帧同步信号提前或延迟的时钟周期数，再根据系统时钟信号和主设备帧同步 信号确定各个从设备的帧同步信号，并输出相应的帧同步信号到各个从设备，使各个从设 备的有效时隙在时序上互不重叠； 假设从设备m的有效时隙从第Xm个开始，到Ym结束，有效时隙数为Am个。那么从
设备i的帧同步，应当比主设备的帧同步落后(-x》个时隙对应的时钟周期(为负数表示提
前)。从设备2的帧同步信号，比主设备落后(ArX2)个时隙对应的时钟周期......第n个
从设备的帧同步信号，落后主设备帧同步为(H4-A)个时隙对应的时钟周期。这样，主设
备的o时隙与从设备i的第一个有效时隙&时隙对齐，第i个时隙与从设备i的x一i时隙
对齐......主设备的第Arl时隙与从设备1的l时隙对齐。主设备的&时隙，与从设备
2第一个有效时隙&对齐......主设备的fi4 — l时隙与从设备N的Yn对齐。通过这样
对从设备帧同步信号的控制，使得各个从设备的有效时隙首尾相连，并对应到主设备上从0 开始的若干时隙上，从而实现主设备与各个从设备对应时隙的数据通讯。
步骤三根据各个从设备的有效时隙信息，对主从设备数据实现分接复用。
以下对分接复用方法进行具体描述 转发下行信号时，由下行分接模块接收主设备的输出信号，并发送给从设备，由处 于有效时隙的从设备依次接收。 图5是本发明中下行方向的时序图。CLK是系统时钟信号，SNYC是各个设备的帧 同步信号，TX是发送信号，RX是接收信号。因为帧同步模块对各个从设备时隙的调整，主设 备发送的第0时隙信号正好被从设备1的第1个有效时隙&时隙接收，其余的从设备都处 于无效时隙，不会接收。 一直到主设备的A「1时隙数据被传输到从设备1的最后一个有效 时隙Y"当主设备发送第A时隙数据时，从设备1已经处于无效的时隙，而从设备2处于 有效的时隙，故该数据被接收到从设备2的第一个有效时隙X2上， 一直这样直到主设备发
出的共g4 -l个数据都传送到对应的从设备有效时隙上。再等待下一帧数据，不断循环。
1=1 转发上行信号时，由上行复用模块根据从设备有效时隙信息依次将各个从设备输 出的数据选择复用到主设备上。 图6是本发明实例中上行方向的时序图。上行模块有一个N选1的选择器，在图 中虚线所示的时钟沿，切换主设备的接收源。在图中最左边的虚线对应的时钟沿，选择从设 备1作为主设备的输入，直到从设备1的有效时隙上的数据全部被主设备接收后，在下一个 时隙到来前，把主设备的输入切换到从设备2，照此不断切换直到切换到从设备N，使所有 从设备的有效时隙发送的数据都被主设备对应的时隙接收。再等待下一帧数据，不断循环。
各个从设备在采用以上帧同步信号的计算方法时，主从设备的时隙具有以下特 点 (1)主设备和从设备的HW总线具有相同的速率。 主设备和从设备的总线都是相同的即时钟频率相同、帧同步(频率，脉冲宽度)相 同，对时隙的定义相同。 HW总线一共4根信号线时钟、帧同步、收数据、发数据。时钟频率一般为8. 192M、 16. 384M、32. 768M等。帧同步一般是一个周期8K脉冲信号，脉冲宽度一般为1个时钟周期。 以时钟为8. 192M为例，一帧有8. 192M/8K = 1024个时钟周期，可以传送1024bit的数据， 如果一个时隙是8bit，即一个时隙承载一个8位宽的数据，这样1帧就有1024/8 = 128个 时隙。每个时隙的时长=8个时钟周期。 (2)全部N个从设备承载数据的有效时隙总数^4 =4 +4+4 +4 ，应该不
大于该速率下HW总线的总时隙数。以8. 192M HW总线为例，承载数据的总有效时隙数应不 大于128。 (3)单个从设备HW总线上的有效时隙由连续的若干个时隙组成。 有效时隙指从第一个承载数据的时隙到最后一个承载数据的若干个时隙，是若干
个连续的时隙，其中第一个有效时隙也称为起始有效时隙，该起始有效时隙，可以是O时隙
或其他序号的时隙。 假设第m个从设备，第Xm个时隙为第一个有效时隙，Ym为最后一个有效时隙，无论 中间的时隙是否有效，其有效时隙数Am都等于(Ym-Xj+1。
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可以理解的是，各个从设备的有效时隙的位置及有效时隙数由从设备或人为预先 配置。 以上实施例中，确定各个从设备帧同步信号的方式只是实现本发明方法的一种， 只要满足以下条件，即根据各个从设备有效时隙信息确定各个从设备的帧同步信号，使得 各个从设备的有效时隙在时序上互不重叠，帧同步信号的计算方法及各个从设备的有效时 隙分布特点是可以变换的，比如，依次计算各个从设备的帧同步信号，但各个从设备的有效 时隙在时序上相差一个时钟周期；或使第一个从设备的帧同步信号与主设备的帧同步信号 相同，其他从设备的帧同步信号再依次在时序上首尾相接；或将各个从设备的有效时隙分 为若干段。 与现有技术相比较，本发明方法、系统和装置利用时分复用总线的特点，调整各个 从设备帧同步信号，使各个从设备的有效时隙在时序上不重叠，从而无需缓存的情况下实 现主设备与各个从设备对应时隙的双向数据通讯，减少了延时；且本发明无需额外增加T 网交换芯片或FPGA，无需软件的参与， 一方面降低了系统开发的复杂度和难度，另一方面降 低了系统的设计成本，减小了芯片面积，有利于小型化设备的设计。
权利要求
一种多负载分接复用系统，该系统包括主设备、分接复用装置及若干个从设备，其特征在于所述分接复用装置包括帧同步模块和分解复用模块，所述帧同步模块，用于向各个从设备发送帧同步信号，所述帧同步信号使得各个从设备的有效时隙在时序上不重叠；所述分解复用模块，用于对主从设备数据实现分接及复用。
2. 如权利要求1所述的系统，其特征在于所述帧同步模块发送给各个从设备的帧同 步信号是这样确定的根据各个从设备的有效时隙信息计算各个从设备帧同步信号相对于 主设备帧同步信号提前或延迟的时钟周期数，再根据系统时钟信号和主设备帧同步信号确 定各个从设备的帧同步信号。
3. 如权利要求2所述的系统，其特征在于所述分解复用模块包括下行分接子模块及 上行复用子模块，所述下行分接子模块用于转发主设备发送的数据，由处于有效时隙的从 设备接收；所述上行复用子模块用于根据各个从设备的有效时隙信息选择接收处于有效时 隙的从设备的数据并复用及转发给主设备。
4. 如权利要求2所述的系统，其特征在于所述装置还包括时钟模块和存储模块，所述 时钟模块，用于向各个从设备提供系统时钟信号；所述存储模块，用于保存各个从设备的有 效时隙信息，所述有效时隙信息是各个从设备预先设置的。
5. —种多负载分接复用装置，其特征在于，所述分接复用装置包括帧同步模块和分解 复用模块，所述帧同步模块，用于向各个从设备发送帧同步信号，所述帧同步信号使得各个 从设备的有效时隙在时序上不重叠；所述分解复用模块，用于对主从设备数据实现分接及 复用。
6. 如权利要求5所述的装置，其特征在于所述帧同步模块发送给各个从设备的帧同 步信号是这样确定的根据各个从设备的有效时隙信息计算各个从设备帧同步信号相对于 主设备帧同步信号提前或延迟的时钟周期数，再根据系统时钟信号和主设备帧同步信号确 定各个从设备的帧同步信号。
7. 如权利要求6所述的装置，其特征在于所述分解复用模块包括下行分接子模块及 上行复用子模块，所述下行分接子模块用于转发主设备发送的数据，由处于有效时隙的从 设备接收；所述上行复用子模决用于根据各个从设备的有效时隙信息选择接收处于有效时 隙的从设备的数据并复用及转发给主设备。
8. 如权利要求6所述的装置，其特征在于所述装置还包括时钟模块和存储模块，所述 时钟模块，用于向各个从设备提供系统时钟信号；所述存储模块，用于保存各个从设备的有 效时隙信息，所述有效时隙信息是各个从设备预先设置的。
9. 一种多负载分接复用方法，该方法基于分接复用装置实现，其特征在于该方法包括(a) 所述分接复用装置向各个从设备发送帧同步信号，所述帧同步信号使得各个从设 备的有效时隙在时序上互不重叠；(b) 所述分解复用装置对主从设备数据实现分接及复用。
10. 如权利要求9所述的方法，其特征在于，该方法包括步骤(a)中所述帧同步模块 发送给各个从设备的帧同步信号是这样确定的根据各个从设备的有效时隙信息计算各个 从设备帧同步信号相对于主设备帧同步信号提前或延迟的时钟周期数，再根据系统时钟信 号和主设备帧同步信号确定各个从设备的帧同步信号。
11. 如权利要求10所述的方法，其特征在于步骤(b)中下行分接时，所述分接复用装 置转发主设备发送的数据，由处于有效时隙的从设备接收；上行复用时，所述分接复用装置 根据各个从设备的有效时隙信息选择接收处于有效时隙的从设备的信号并复用及转发给 主设备。
12. 如权利要求9所述的方法，其特征在于步骤(a)之前，所述分解复用装置各个从 设备发送系统时钟信号。
13. 如权利要求9所述的方法，其特征在于步骤(a)中各个从设备的帧同步信号使得 各个从设备的有效时隙在时序上首尾相连。
14. 如权利要求13所述的方法，其特征在于各个从设备的帧同步信号使得各个从设 备的有效时隙对应到主设备上从0开始的若干时隙上，各个从设备的帧同步信号落后主设备帧同步信号的时钟周期对应的时隙的个数为(li4-ZJ，其中n为当前从设备的序号、&'=1为第i个设备的有效时隙数，第n个设备的起始有效时隙从第Xn个时隙开始。
全文摘要
本发明提供了一种多负载分接复用方法、系统及装置，该系统包括主设备、分接复用装置及若干个从设备，所述分接复用装置包括帧同步模块和分解复用模块，所述帧同步模块，用于向各个从设备发送帧同步信号，所述帧同步信号使得各个从设备的有效时隙在时序上不重叠；所述分解复用模块，用于对主从设备数据实现分接及复用。本发明方法、系统和装置利用时分复用总线的特点可以减少主从设备双向数据通讯的延时。
文档编号H04J3/16GK101764662SQ20081018926
公开日2010年6月30日 申请日期2008年12月26日 优先权日2008年12月26日
发明者占建国, 徐昆, 陈新安 申请人:中兴通讯股份有限公司