TST交換網絡課設

摘要T-S-T交換網絡是三級交換網絡，由時間接線器（T型）和空間接線器（S型）組成。在本次設計中要熟練掌握T接線器和S接線器的功能以及構成T-S-T交換網絡的方法，正確理解接線器的組成、工作方式和工作原理，在實現過程中用到時分交換芯片MT8980和空分交換芯片MT8816。MT8980適用于數據或語言的專用芯片，文章介紹了利用該芯片實現小型程控交換的設計方案，討論了系統(tǒng)的系統(tǒng)硬件與軟件結構。指出了MT8980與CPU的接口設計，以及對MT8980的程序控制。本次課設不僅提高了我們的動手能力，同時給了我們將理論用于實踐的機會，主要是將我們所學現代交換原理中的理論用于實踐了。關鍵詞：T接線器S接線器時隙交換T交換網絡前言T-S-T交換網絡是在電路交換系統(tǒng)中經常使用的一種典型的交換網絡，他有共享存儲型交換單元的T接線器和開關結構的S接線器連接而成。其中T接線器是時間接線器，也成時分接線器。T型接線器的主要功能是完成時隙交換。S接線器是空間接線器。S型接線器主要進行線間交換，即在同一時隙內進行不同T接線器的線間交換。以T型或S型時分接線器為基礎，組成兩級或兩級以上的交換網絡。常見的交換網絡有：TT、TTT、TST、TTS等。程控話路交換系統(tǒng)的主要任務是實現用戶間話路的接續(xù)，他可劃分為兩大部分;話路設備與控制設備。數字交換網是程控交換系統(tǒng)中一種規(guī)?？煽s進的大容量數組交換部件，目前在交換局中運行的程控數字交換系統(tǒng)，其數字交換網絡主要采用T-S-T型的交換網絡，在T-S-T實現經常使用專用的通信芯片。交換單元的內部通常采用T-S-T型接線器結構。T-S-T型接線器主要有話音存儲器和控制存儲器及一些控制電路組成，其交換工作方式有兩種：順序寫入、控制讀出和控制寫入、順序讀出。由T型接線器和S型接線器組成的T-S-T交換網絡其容量是比較大的，相對于僅有單個的T型接線器或S型接線器構成的交換網絡。容量增大了，對存儲器的速率要求也高。T-S-T型接線器通常用作專用的通信芯片，且容量也是比較大的，這樣成本比較高，在交換網絡的實現中也是比較困難的，所以將會導致交換網絡的成本高，設計復雜，速率慢的情況。當硬件與軟件結合在一起是，給予交換機更多的功能和特點，比如，T-S-T交換網絡體較小，功耗低，可靠性強，靈活性大。、目錄摘要 1前言 2第一章緒論 4第二章各模塊功能及工作原理 52.1空間接線器（S型）工作原理 52.2時間接線器（T型）工作原理 52.3時分交換芯片MT8980 72.3.1時分交換芯片MT8980結構圖 72.3.2MT8980引腳功能 82.4空分交換芯片MT8816 102.4.1空分交換芯片MT8816結構圖 102.4.2MT8816的引腳功能 112.4.3MT8816的工作原理 112.4.4MT8816地址譯碼真值表 122.574HC573鎖存器 132.5.174HC573鎖存器結構圖 132.5.274HC573鎖存器功能表 13第三章TST交換網絡設計 143.1T-S-T交換網絡原理框圖 143.2T-S-T交換網絡的工作原理 143.3TST交換網絡容量： 153.4單片機AT89C51與鎖存器74HC573、時分接線器MT8980和空分接線器MT8816的連接接口如下： 153.5TST網絡的優(yōu)缺點與改進 15第四章T-S-T交換網絡的結果分析與程序 164.1交換網絡的結果分析 164．2TST交換網絡的程序 16實驗總結 18致謝 19參考文獻 20第一章緒論T-S-T網絡是在電路交換系統(tǒng)中經常使用的一種典型的交換網絡。TST是三級交換網絡，兩側為T接線器，中間一級為S接線器，S級的出、入線數決定于兩側T接線器的數量。設每側有32個T接線器，T接線器的容量為512。輸入側話音存儲器用SMA到SMA表示，控制存儲器用到CMA到CMA表示；輸出側話音存儲器用到SMB到SMB表示，控制存儲器用到CMB到CMB表示?？臻g接線器（T型）用來完成對傳送同步時分復用信號的不同復用線之間的交換功能，而不改變時隙的交換。時間接線器（S型）用來完成在一條復用線上時隙交換的基本功能。僅有T型接線器構成的交換網絡其容量是比較小的，同樣，僅有S型接線器構成交換網絡其容量也是比較小的，但是，當T型接線器和S型接線器共同構成的交換網絡其容量是比較大的，即T-S-T交換網絡的容量大。因此，在現實生活中經常采用此接線器網絡。第二章各模塊功能及工作原理2.1空間接線器（S型）工作原理空間接線器用來完成對傳送同步時分復用信號的不同復用線之間的交換功能，而不改變其時隙位置?？臻g接線器有電子交叉矩陣和控制存儲器（CM）組成，空間接線器有兩種控制方式，是按照控制存儲器的不同而劃分的。（1）按輸入線配置的稱為輸入控制方式（圖2.1（a）），（2）按輸出線配置的稱為輸出控制方式（圖2.1（b））圖（a）中，第1個存儲器第7單元由處理機寫入2。第7單元對應于第7個時隙，當每幀的第7個時隙到達時，讀出第7單元中的2，表示在第7個時隙應將第一條入線與第二條出線接通，也就是第1條入線與第2條出線的交叉點在第7時隙中應該接通。圖（b）中，如果仍然要是第1輸入線與第二輸入線在7時隙時接通，應該由處理機第2個控制存儲器的第7單元寫入輸入線號碼1，然后，在第7個時隙時到達，讀出第7單元中的1，控制第2條出線與第1條入線的交叉點在第7時隙接通。圖2.1（a）輸入控制方式圖2.1（b）輸出控制方式2.2時間接線器（T型）工作原理時間接線器用來完成在一條復用線上時隙交換的基本功能，時間接線器通常由時隙計數控制電路、話音存儲器、控制存儲器以及中央或模塊處理器等相應的控制單元組成。就控制存儲器對話音存儲器的控制而言，可有兩種控制方式：順序寫入，控制讀出，簡稱“輸出控制”圖（a）。控制寫入，順序寫入，簡稱“輸入控制”圖（b）。圖（a）為輸出控制方式，即話音存儲器的寫入是由時鐘脈沖控制按順序進行，而其讀出要受控制存儲器的控制，由控制存儲器提供寫入地址?？刂拼鎯ζ髦挥幸环N工作方式，它所提供的讀出地址是由處理機控制寫入的，按順序讀出的。如：當有時隙內容a需要從時隙i交換到時隙j時，在話音存儲器的第i個單元順序寫入內容a，由處理機控制在控制存儲器的第j個單元寫入地址i作為話音存儲器的輸出地址。當第j時隙到達時，從控制存儲器中去取出輸出的地址i，從話音存儲器第i個單元中取出內容a輸出，完成交換。圖（b）輸入控制方式，即話音存儲器是控制寫入，順序讀出的，其工作原理與輸出控制方式相似，不同之處控制存儲器就是控制話音存儲器的寫入。當第i個輸入時隙到達時，由于控制存儲器第i個單元寫入的內容是j，作為話音存儲器的寫入地址，就是的第i個輸入時隙中的話音信息寫入話音存儲器的第j個單元。當第j個時隙到達時，話音存儲器順序讀出內容為a，完成交換。圖2.2（a）輸出控制方式圖2.2（b）輸入控制方式2.3時分交換芯片MT89802.3.1時分交換芯片MT8980結構圖圖2.3時分交換芯片MT8980內部結構圖圖2.4ＭＴ8980芯片管腳圖2.3.2MT8980引腳功能輸入端口：ST10-ST17輸出端口：STO0-STO7處理機控制接口：A0-A5，D0-D7，-CS，R/W,DTA等。D0-D7:8位雙向數據總線，處理機與芯片互通信息使用。A0-A5:6位地址總線，用于處理機對芯片內各部件的尋址，傳送尋址用的的地址碼。控制寄存器是一種8位的，其內容由處理機寫入，用以指定的工作模式、操作對象和輸入/輸出的PCM總線號碼。CS是片選信號輸入，低電平有效。DS是微處理器接口是數據輸入選通信號，高低平有效。R/W是微處理器接口時讀、寫控制信號，若輸入高電平，為讀出；若輸入低電平，則為寫入。ODE是輸入驅動允許。若該輸入保持低電平，則STO0-STO7輸出驅動器正常工作；若為低電平，則STO0-STO7呈高阻。DAT是數據應答信號輸出，若此端下拉為低電平，電路處理完數據，通常DAT經909Ω接＋5∨。2.3.3MT8980的工作原理MT由串并交換器、數據存儲器、幀計數器、控制寄存器、控制接口單元。接續(xù)存儲器、輸出復用線與并-串變換器等部分構成。串行PCM數據以2.048Mb/s速率分8路由STI0-STI7輸入，經串-并變換，根據碼流號和信道號一次存入256×8比特數據存儲器的相應單元內?？刂拼鎯ζ魍ㄟ^控制接口，接受來自微處理器的指令，并經此指令寫到接續(xù)存儲器中。這樣，數據存儲器中各信道的數據按照接續(xù)存儲器的內容，以某種順序從中讀出，再經復用、緩存、并串-變換，變?yōu)闀r隙變換后的8路2.048Mb/s串行碼流，從而達到數據交換的目的。①地址線A0-A5若A5=0，選擇控制存儲器，所有操作均針對控制寄存器。若A5=1，則有A4-A0選擇輸出碼流的信道號（時隙號）。表1A5A4A3A2A1A0地址尋址位置0XXXXXX控制寄存器時隙10000020時隙010000121時隙1…………1111113F時隙31②控制寄存器格式表2位名稱描述7模式控制當b7=1時，無論b3b4是什么狀態(tài)，所有的讀操作均為讀數據存儲器，所有的寫操作均寫接續(xù)存儲器的低八位。6當b6=1，ODE=1時，為消息方式，當b6=0，為變換模式5不用4-3存儲器選擇00測試芯片使用，通常不能設為此狀態(tài)01選擇數據存儲器10選擇接續(xù)存儲器低8位11選擇接續(xù)存儲器高8位2-0碼流選擇決定所選下一操作的輸入母線或輸出母線號③接續(xù)存儲器的低8位格式表3位名稱描述7-3不用若為讀操作均置為02消息信道當b2=0工作與消息模式，接續(xù)存儲器的低8位內容被作為數據送至輸出母線之中;當b2=0時，工作與交換模式，接續(xù)存儲器低8位的內容作為數據存儲的地址，將輸入的時隙數據讀到交換所需要的輸出母線相應時隙中。1CST0位其內容將在下幀從CST0中輸出0輸出允許當ODE=1時，且控制寄存器b6=0，若此位為1，則數據輸出到相應母線和數據中；若為0，則輸出時隙呈高阻④接續(xù)存儲器的高8位格式表4位名稱描述7-5碼流地址這3位二進制確定輸入的母線號4-0信道地址位這5位確定b7-b5所選定的母線時隙號2.4空分交換芯片MT88162.4.1空分交換芯片MT8816結構圖圖2.5ＭＴ8816芯片管腳圖圖2.6空分交換芯片網絡結構8816功能圖2.4.2MT8816的引腳功能COL0-COL7：列輸入/輸出，開關矩陣8路列輸入或輸出。ROW0-ROW15：行輸入/輸出，開關矩陣16路行輸入或輸出。ACOL0-ACOL2：列地址碼輸入，對開關矩陣進行列尋址。AROW0-AROW3：行地址碼的輸入，對開關矩陣進行行尋址。ST：選通脈沖輸入，高電平有效，使地址碼與數據得以控制相應的開關通、斷，在ST的上升沿前，地址必須經入穩(wěn)定的狀態(tài)，在ST的下降沿處，數據也應給是穩(wěn)定。DI：通斷控制輸入，若DI為高電平，將所選擇的開關導通;若DI為低電平，將所選擇的開關斷開。RESET：復位信號的輸入，不管CS出于什么電平，均將全部開關置于截止狀態(tài)。CS：片選信號輸入，高電平有效。2.4.3MT8816的工作原理該芯片有8條COL線（COL0-COL7）和16條ROW線（ROW0-ROW15），形成一個模擬交換矩陣。他們可以通過任意一個交叉點接通。芯片有保持功能，因此可以保持任一交叉點處于接通狀態(tài)，直至有斷開信號或復位信號為止。CPU可以通過地址線ACOL2-ACOL0和數據線AROW3-AROW0控制和選擇需要接通的交叉點號。ACOL2-ACOL7管COL7-COL0中的一條線。ACOL7-ACOL0編成二進制，經過譯碼以后就可以接通交叉點相應的COLi；數據線AROW3-AROW0管ROW15-ROW0中的一條。AROW3-AROW0也是編碼，經過譯碼以后就可以接通交叉點相應的ROWi；控制相應的ROWi的以接通有關的交叉點。MT8816地址譯碼真值表表52.574HC573鎖存器2.5.174HC573鎖存器結構圖2.774HC573鎖存器結構圖1是低電壓激活芯片2-9使數據的輸入腳從D0-D710腳接地11是高低壓激活芯片12-19腳是數據的輸出腳20是電源2.5.274HC573鎖存器功能表表6Ｘ＝不關心；Ｚ=高祖抗；第三章TST交換網絡設計3.1T-S-T交換網絡原理框圖圖3.1T-S-T交換網絡結構框圖3.2T-S-T交換網絡的工作原理T-S-T交換網絡是三級交換網絡結構，他由兩個T級和一個S級組成，且輸入和輸出T的工作方式不相同。S級的容量較大，改善了話務的疏散功能，并通過擴大S級的輸入輸出，將多個時分接線器連接起來，這樣大大提高了交換網絡的容量。T-S-T交換網絡是三級交換網絡，有輸入級T接線器（TA）和輸出級T接線器（TB），中間級接有S型時分接線器組成。輸入輸出都是時分的接線器，中間是空分的接線器。如：有8條輸入PCM復用線，每條接至一個T接線器（稱為輸入級），其工作方式為“控制寫入，順序讀出”；中間級為8×8的交叉矩陣，其入線對應地接到兩側的T接線器上。T-S-T交換網絡內部時隙的選擇采用反相法。MT8980的控制功能分為兩方面，第一是讀某信道中某時隙的存儲器數據，并由單片機判斷后作出不同的相應，第二是讓某時隙接續(xù)存儲器工作在信息模式。是接續(xù)存儲器的低八位內容作為數據直接輸出到相應的時隙信令中。3.3TST交換網絡容量：時分交換器芯片MT8980的容量為8×32=256個時隙?？山尤?端PCM一次群，由于8個前T接線器和8個后T接線器，因此總交換容量為8×256=2048時隙，可接入8×8=64端PCM一次群，在PCM一次群中，由于有兩路控制信號，時隙只占用30路，且數字交換網為單向輸入，每一對通話只占用兩個時隙，因此同時可以接通的通話數為：64×30/2=960，即最多可接通1920路用戶通話。3.4單片機AT89C51與鎖存器74HC573、時分接線器MT8980和空分接線器MT8816的連接接口如下：①MT8980的DS、DTA與AT89C51的P14、P15連接②74HC573的D0-D7與AT89C51的P20-P27連接③輸入級T接線器MT8980的CS與AT89C51的P25連接④輸出級T接線器MT8980的CS與AT89C51的P23連接⑤中間級的S接線器MT8816的CS與AT89C51的P24連接⑥MT8816的ACOL0-ACOL2、AROW0-AROW3與74HC573的D0-D7⑦MT8980的A0-A5與AT89C51的P20、P21、P22、P26、P27連接⑧MT8980的D0-D7與74HC573的D0-D73.5TST網絡的優(yōu)缺點與改進TST交換網絡優(yōu)點：他與機電交換相比較，體積小、重量輕、功耗低、節(jié)省費用、工作穩(wěn)定、維護管理方便、可靠性強、靈活性大，同時，能為用戶提供許多新服務，如縮微撥號、叫醒業(yè)務、呼叫轉移等工作。TST的缺點與改進：TST有輸入級T接線器和輸出級T接線器，中間級S接線器組成，原理上可以同時進行正相與反向的交換，但在實際的硬件中在正向和反向是不能同時進行，若要完成正向與反向的同時進行可以在輸出級再級聯(lián)一個時間接線器，或再重新由T接線器和S接線器在構成一交換網絡進行反向的交換。第四章T-S-T交換網絡的結果分析與程序4.1交換網絡的結果分析以上程序中首先完成對第一個T接線器的控制，具體步驟為：（1）調用W-Conlrol子程序，寫控制寄存器=R1=00011000，完成選ST00／Ch016的連接存儲器高位。（2）調用W-Connection子程序，Rl=000000001，寫連接存儲器高位CMHb2=0為交換模式。（3）調用W-Control子程序，寫控制寄存器R1=00010000，選ST00／Ch016的連接存儲器低位（4）調用W-Connection子程序，R2=00010000，R3=101000，寫連接存儲器的低8位。然后再對S接線器控制：調用W-S子程序，完成對MT8816的控制。最后對第二個T接線器進行控制，具體步驟為：(1)調用W-Conlrol子程序，寫控制寄存器=R1=00011111，選ST02／Ch030的連接存儲器高位。(2)調用W-Connection子程序，Rl=00000001，寫連接存儲器高位CMHb2=0為交換模式。(3)調用W-Control子程序，寫控制寄存器=R1=00010111，選ST07／Ch018的連接存儲器低位。(4)調用W-Connection子程序，R2=11101000，R3=101000，寫連接存儲器的低8位。這樣，就完成了輸入群路0的信道16到輸出群路7的信道18的交換。4．2TST交換網絡的程序在T-S-T交換網絡，前T級采用順序寫入，控制讀出，后T級采用控制寫入，順序讀出，中間S級采用輸出控制方式。DATASEGMENT;定義數據段R1DB?R2DB?DATAENDSCODESEGMENT;定義代前一個T接線器：CALLW-CONTROL;調用寫MT8980控制存儲器R1EQU00011000;完成控制存儲器的高位CALLW-CONNECTION;調用寫MT8980連接存儲器R1EQU00000001;寫連接存儲器CMHb2=0為交換模式CALLW-CONTROL;調用MT8980控制存儲器R1EQU00010001;完成控制存儲器的低位R2EQU00010000;群路0的16時隙R3EQU00101000;群路0的8時隙后一個T接線器：CALLW-CONTROL;調用寫MT8980控制存儲器R1EQU00011111;完成控制存儲器的高位CALLW-CONNECTION;調用寫MT8980連接存儲器R1EQU00000001;寫連接存儲器CMHb2=0為交換模式CALLW-CONTROL;調用MT8980控制存儲器R1EQU00010111;完成控制存儲器的低位R2EQU00101000;群路7的8時隙R3EQU11101000;群路7的18時隙中間S接線器M-SPROCNEAP;完成對MT8816的控制MOVAL,00001000；鎖存器74HC的入口地址MOVDX,0000111;交叉點控制字OUTDXM-SENDPCODEENDSENDSTART實驗總結課程設計是培養(yǎng)我們綜合運用所學的知識，發(fā)展、提出、分析、解決問題的過程，是對我們所學知識的一次考察。在課程設計中同學們的相互交流、相互探討對完成一次課程設計是很重要的，老師的指導對完成一次課程設計也是很重要的。在本次的T-S-T交換網絡中鞏固了我們所學的相關現代交換原理中的時分交換網絡(T型)和空分交換網絡（S型）的工作原理、微機原理中單片機如何去實現程序的控制以