【硕士论文】SDH分插复用器ADM的设计与实现.pdf

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1、山东大学硕士学位论文摘要目前世界各国大多以SDH作为通信的骨干网络，我国的干线网络也基本采用SDH网络。由于SDH对设备的要求较高、协议和结构比较复杂，因此SDH专用集成电路的设计就成为必然，SDH设备一般都采用专用芯片来实现。分／插复用器ADM，是SDH网络上使用最多的一种网元，用于SDH传输网络的转接站点处。其将同步复用和数字交叉连接功能综合于一体，具有灵活的分插任意支路信号的能力，在网络设计上具有很大灵活性。然而，国内厂商ADM设备的核心芯片主要依赖进口，因此设计研发ADM核心芯片势在必行。本文首先介绍ADM所涉及SDH知识与相关技术，然后给出SDH分／插复

2、用器ADM总体设计方案。本设计选择2Mbit／s到155Mbit／s的复接路线，旨在设计能上载、下载El信号的STM．1分／插复用器。该ADM系统包括E1／STM．1复用器系统、STM．1／El解复用器系统、数字交叉连接系统三个主要部分，其中以其前两者最为核心与重要。本文详细地给出前两者设计方案，并选取E1／VC-4复用器和STM．1厂rU．12解复用器作为重点，加以设计与实现。本系统采用自顶向下的设计方法，独立完成RTL级VerilogHDL的代码编写。使用软件环境为：Xilinx校园计划ISE9．1i(正版)，Synopsys公司VCS平台(工作站)。首先使用

3、VCS做功能仿真；其后将代码文件转至ISE环境，配置选择Xilinx公司Spartan3E系列XC3S500E-4FG320C(主芯片)的FPGA，使用SynplifyPro8．1完成了综合；然后依次完成转换及映射、布局布线(实现的三个步骤)；继而进行时序仿真，即Post．TranslateSimulation、Post．MapSimulation、Post．RouteSimulation三步：最后，使用FPGA硬件板进行器件下载并给予验证，验证的结果符合设计要求。本设计严格按照ITU．T的建议标准和国家相关的标准；E1／VC-4复用器系统和STM．1／TU．12

4、解复用器系统的具体实现电路其源代码，均由笔者独立编写。最终本设计得以通过FPGA验证，其验证手段以功能仿真和时序仿真为主。关键词：同步数字体系；ADM；El／VC．4复用器系统；STM．1刖．12解复用器系统；时序仿真：FPGA：ISE。山东大学硕士学位论文绪论行业发展趋势工艺成熟、市场扩大、EDA进步、风险投资的支持，此四方面的原因促使集成电路设计部门开始独立于IDM企业。20世纪80年代初期，第一批集成电路设计公司诞生，80年代中后期第一批晶圆代工(Foundry)企业出现，至90年代初设计公司开始与Foundry合作，集成电路设计产业形成。当今，集成电路设计

5、业已经成为集成电路产业的重要组成部分，世界集成电路设计业的销售额已占集成电路产业总销售额的20％，入围世界设计业十强企业的销售规模低限均在lO亿美元以上，其主流产品也在世界集成电路市场上各居一席之地，成为通信、网络、消费类电子产品以及FPGA、PLD、Flash等集成电路市场的主要供应商。按照设计方法不同，ASIC可分为全定制和半定制两类。全定制是基于芯片级的设计方法；半定制ASIC分为掩膜ASIC和可编程ASIC，其中可编程ASIC最具代表性的即FPGA(现场可编程逻辑阵列)LlJ。然而当全定带f]ASIC越来越不能适应灵活应用的需求，以及通用产品对低成本的要求

6、逐渐提升时，FPGA大量蚕食常规ASIC的市场，每年都以超过两位数的增长率发展。越来越多的设计将转向FPGA，其中还包括很多的ASIC设计工程师。随着IC产业的发展，FPGA将以比ASIC更快的速度发展，目前FPGA开发的最新趋势是支持ASIC目标以补充FPGA的功能。设计者更欣赏FPGA的几个原因：FPGA是可重新编程和现场升级的，设计周期短于ASIC；FPGA对高成本、低批量的应用有更好的价格；它们相对稳定，因此可以避免重新投片、掩膜的费用，并免除购买DFM(可制造设计)工具。在决定采用FPGA后，下一步就是选择一款正确的型号，为设计的需求而选择正确器件极其重

7、要。因为带有不需要硬接线核的FPGA会消耗资源，在设计周期后期可能会成为布局的路障，妨碍实现预期的性能目标MJ。选题背景所谓SDH即一种数字传输体制，称为同步数字体系，它由一些SDH网络单元(NE)组成，在光纤(或卫星，微波)上实现同步信息传输、复用、分插和交叉连接等功能；其具有国际标准化的接口速率和信号的帧结构。SDH即一种将复接、线路传输及交叉功能结合在一起，并由统一网管系统进行管理操作的综合信息网络技术。引入和使用该体系设备组成的网络，可实现高效、高灵活性和高生存力的电信网，从而大幅提高网络资源的利用率，显著降低管理和维护费用，给网络运营者和使用者带来极大的

8、好处。目前