TST交换网络课设

摘要T-S-T交换网络是三级交换网络，由时间接线器（T型）和空间接线器（S型）组成。在本次设计中要熟练掌握T接线器和S接线器的功能以及构成T-S-T交换网络的方法，正确理解接线器的组成、工作方式和工作原理，在实现过程中用到时分交换芯片MT8980和空分交换芯片MT8816。MT8980适用于数据或语言的专用芯片，文章介绍了利用该芯片实现小型程控交换的设计方案，讨论了系统的系统硬件与软件结构。指出了MT8980与CPU的接口设计，以及对MT8980的程序控制。本次课设不仅提高了我们的动手能力，同时给了我们将理论用于实践的机会，主要是将我们所学现代交换原理中的理论用于实践了。关键词：T接线器S接线器时隙交换T交换网络前言T-S-T交换网络是在电路交换系统中经常使用的一种典型的交换网络，他有共享存储型交换单元的T接线器和开关结构的S接线器连接而成。其中T接线器是时间接线器，也成时分接线器。T型接线器的主要功能是完成时隙交换。S接线器是空间接线器。S型接线器主要进行线间交换，即在同一时隙内进行不同T接线器的线间交换。以T型或S型时分接线器为基础，组成两级或两级以上的交换网络。常见的交换网络有：TT、TTT、TST、TTS等。程控话路交换系统的主要任务是实现用户间话路的接续，他可划分为两大部分;话路设备与控制设备。数字交换网是程控交换系统中一种规模可缩进的大容量数组交换部件，目前在交换局中运行的程控数字交换系统，其数字交换网络主要采用T-S-T型的交换网络，在T-S-T实现经常使用专用的通信芯片。交换单元的内部通常采用T-S-T型接线器结构。T-S-T型接线器主要有话音存储器和控制存储器及一些控制电路组成，其交换工作方式有两种：顺序写入、控制读出和控制写入、顺序读出。由T型接线器和S型接线器组成的T-S-T交换网络其容量是比较大的，相对于仅有单个的T型接线器或S型接线器构成的交换网络。容量增大了，对存储器的速率要求也高。T-S-T型接线器通常用作专用的通信芯片，且容量也是比较大的，这样成本比较高，在交换网络的实现中也是比较困难的，所以将会导致交换网络的成本高，设计复杂，速率慢的情况。当硬件与软件结合在一起是，给予交换机更多的功能和特点，比如，T-S-T交换网络体较小，功耗低，可靠性强，灵活性大。、目录摘要 1前言 2第一章绪论 4第二章各模块功能及工作原理 52.1空间接线器（S型）工作原理 52.2时间接线器（T型）工作原理 52.3时分交换芯片MT8980 72.3.1时分交换芯片MT8980结构图 72.3.2MT8980引脚功能 82.4空分交换芯片MT8816 102.4.1空分交换芯片MT8816结构图 102.4.2MT8816的引脚功能 112.4.3MT8816的工作原理 112.4.4MT8816地址译码真值表 122.574HC573锁存器 132.5.174HC573锁存器结构图 132.5.274HC573锁存器功能表 13第三章TST交换网络设计 143.1T-S-T交换网络原理框图 143.2T-S-T交换网络的工作原理 143.3TST交换网络容量： 153.4单片机AT89C51与锁存器74HC573、时分接线器MT8980和空分接线器MT8816的连接接口如下： 153.5TST网络的优缺点与改进 15第四章T-S-T交换网络的结果分析与程序 164.1交换网络的结果分析 164．2TST交换网络的程序 16实验总结 18致谢 19参考文献 20第一章绪论T-S-T网络是在电路交换系统中经常使用的一种典型的交换网络。TST是三级交换网络，两侧为T接线器，中间一级为S接线器，S级的出、入线数决定于两侧T接线器的数量。设每侧有32个T接线器，T接线器的容量为512。输入侧话音存储器用SMA到SMA表示，控制存储器用到CMA到CMA表示；输出侧话音存储器用到SMB到SMB表示，控制存储器用到CMB到CMB表示。空间接线器（T型）用来完成对传送同步时分复用信号的不同复用线之间的交换功能，而不改变时隙的交换。时间接线器（S型）用来完成在一条复用线上时隙交换的基本功能。仅有T型接线器构成的交换网络其容量是比较小的，同样，仅有S型接线器构成交换网络其容量也是比较小的，但是，当T型接线器和S型接线器共同构成的交换网络其容量是比较大的，即T-S-T交换网络的容量大。因此，在现实生活中经常采用此接线器网络。第二章各模块功能及工作原理2.1空间接线器（S型）工作原理空间接线器用来完成对传送同步时分复用信号的不同复用线之间的交换功能，而不改变其时隙位置。空间接线器有电子交叉矩阵和控制存储器（CM）组成，空间接线器有两种控制方式，是按照控制存储器的不同而划分的。（1）按输入线配置的称为输入控制方式（图2.1（a）），（2）按输出线配置的称为输出控制方式（图2.1（b））图（a）中，第1个存储器第7单元由处理机写入2。第7单元对应于第7个时隙，当每帧的第7个时隙到达时，读出第7单元中的2，表示在第7个时隙应将第一条入线与第二条出线接通，也就是第1条入线与第2条出线的交叉点在第7时隙中应该接通。图（b）中，如果仍然要是第1输入线与第二输入线在7时隙时接通，应该由处理机第2个控制存储器的第7单元写入输入线号码1，然后，在第7个时隙时到达，读出第7单元中的1，控制第2条出线与第1条入线的交叉点在第7时隙接通。图2.1（a）输入控制方式图2.1（b）输出控制方式2.2时间接线器（T型）工作原理时间接线器用来完成在一条复用线上时隙交换的基本功能，时间接线器通常由时隙计数控制电路、话音存储器、控制存储器以及中央或模块处理器等相应的控制单元组成。就控制存储器对话音存储器的控制而言，可有两种控制方式：顺序写入，控制读出，简称“输出控制”图（a）。控制写入，顺序写入，简称“输入控制”图（b）。图（a）为输出控制方式，即话音存储器的写入是由时钟脉冲控制按顺序进行，而其读出要受控制存储器的控制，由控制存储器提供写入地址。控制存储器只有一种工作方式，它所提供的读出地址是由处理机控制写入的，按顺序读出的。如：当有时隙内容a需要从时隙i交换到时隙j时，在话音存储器的第i个单元顺序写入内容a，由处理机控制在控制存储器的第j个单元写入地址i作为话音存储器的输出地址。当第j时隙到达时，从控制存储器中去取出输出的地址i，从话音存储器第i个单元中取出内容a输出，完成交换。图（b）输入控制方式，即话音存储器是控制写入，顺序读出的，其工作原理与输出控制方式相似，不同之处控制存储器就是控制话音存储器的写入。当第i个输入时隙到达时，由于控制存储器第i个单元写入的内容是j，作为话音存储器的写入地址，就是的第i个输入时隙中的话音信息写入话音存储器的第j个单元。当第j个时隙到达时，话音存储器顺序读出内容为a，完成交换。图2.2（a）输出控制方式图2.2（b）输入控制方式2.3时分交换芯片MT89802.3.1时分交换芯片MT8980结构图图2.3时分交换芯片MT8980内部结构图图2.4ＭＴ8980芯片管脚图2.3.2MT8980引脚功能输入端口：ST10-ST17输出端口：STO0-STO7处理机控制接口：A0-A5，D0-D7，-CS，R/W,DTA等。D0-D7:8位双向数据总线，处理机与芯片互通信息使用。A0-A5:6位地址总线，用于处理机对芯片内各部件的寻址，传送寻址用的的地址码。控制寄存器是一种8位的，其内容由处理机写入，用以指定的工作模式、操作对象和输入/输出的PCM总线号码。CS是片选信号输入，低电平有效。DS是微处理器接口是数据输入选通信号，高低平有效。R/W是微处理器接口时读、写控制信号，若输入高电平，为读出；若输入低电平，则为写入。ODE是输入驱动允许。若该输入保持低电平，则STO0-STO7输出驱动器正常工作；若为低电平，则STO0-STO7呈高阻。DAT是数据应答信号输出，若此端下拉为低电平，电路处理完数据，通常DAT经909Ω接＋5∨。2.3.3MT8980的工作原理MT由串并交换器、数据存储器、帧计数器、控制寄存器、控制接口单元。接续存储器、输出复用线与并-串变换器等部分构成。串行PCM数据以2.048Mb/s速率分8路由STI0-STI7输入，经串-并变换，根据码流号和信道号一次存入256×8比特数据存储器的相应单元内。控制存储器通过控制接口，接受来自微处理器的指令，并经此指令写到接续存储器中。这样，数据存储器中各信道的数据按照接续存储器的内容，以某种顺序从中读出，再经复用、缓存、并串-变换，变为时隙变换后的8路2.048Mb/s串行码流，从而达到数据交换的目的。①地址线A0-A5若A5=0，选择控制存储器，所有操作均针对控制寄存器。若A5=1，则有A4-A0选择输出码流的信道号（时隙号）。表1A5A4A3A2A1A0地址寻址位置0XXXXXX控制寄存器时隙10000020时隙010000121时隙1…………1111113F时隙31②控制寄存器格式表2位名称描述7模式控制当b7=1时，无论b3b4是什么状态，所有的读操作均为读数据存储器，所有的写操作均写接续存储器的低八位。6当b6=1，ODE=1时，为消息方式，当b6=0，为变换模式5不用4-3存储器选择00测试芯片使用，通常不能设为此状态01选择数据存储器10选择接续存储器低8位11选择接续存储器高8位2-0码流选择决定所选下一操作的输入母线或输出母线号③接续存储器的低8位格式表3位名称描述7-3不用若为读操作均置为02消息信道当b2=0工作与消息模式，接续存储器的低8位内容被作为数据送至输出母线之中;当b2=0时，工作与交换模式，接续存储器低8位的内容作为数据存储的地址，将输入的时隙数据读到交换所需要的输出母线相应时隙中。1CST0位其内容将在下帧从CST0中输出0输出允许当ODE=1时，且控制寄存器b6=0，若此位为1，则数据输出到相应母线和数据中；若为0，则输出时隙呈高阻④接续存储器的高8位格式表4位名称描述7-5码流地址这3位二进制确定输入的母线号4-0信道地址位这5位确定b7-b5所选定的母线时隙号2.4空分交换芯片MT88162.4.1空分交换芯片MT8816结构图图2.5ＭＴ8816芯片管脚图图2.6空分交换芯片网络结构8816功能图2.4.2MT8816的引脚功能COL0-COL7：列输入/输出，开关矩阵8路列输入或输出。ROW0-ROW15：行输入/输出，开关矩阵16路行输入或输出。ACOL0-ACOL2：列地址码输入，对开关矩阵进行列寻址。AROW0-AROW3：行地址码的输入，对开关矩阵进行行寻址。ST：选通脉冲输入，高电平有效，使地址码与数据得以控制相应的开关通、断，在ST的上升沿前，地址必须经入稳定的状态，在ST的下降沿处，数据也应给是稳定。DI：通断控制输入，若DI为高电平，将所选择的开关导通;若DI为低电平，将所选择的开关断开。RESET：复位信号的输入，不管CS出于什么电平，均将全部开关置于截止状态。CS：片选信号输入，高电平有效。2.4.3MT8816的工作原理该芯片有8条COL线（COL0-COL7）和16条ROW线（ROW0-ROW15），形成一个模拟交换矩阵。他们可以通过任意一个交叉点接通。芯片有保持功能，因此可以保持任一交叉点处于接通状态，直至有断开信号或复位信号为止。CPU可以通过地址线ACOL2-ACOL0和数据线AROW3-AROW0控制和选择需要接通的交叉点号。ACOL2-ACOL7管COL7-COL0中的一条线。ACOL7-ACOL0编成二进制，经过译码以后就可以接通交叉点相应的COLi；数据线AROW3-AROW0管ROW15-ROW0中的一条。AROW3-AROW0也是编码，经过译码以后就可以接通交叉点相应的ROWi；控制相应的ROWi的以接通有关的交叉点。MT8816地址译码真值表表52.574HC573锁存器2.5.174HC573锁存器结构图2.774HC573锁存器结构图1是低电压激活芯片2-9使数据的输入脚从D0-D710脚接地11是高低压激活芯片12-19脚是数据的输出脚20是电源2.5.274HC573锁存器功能表表6Ｘ＝不关心；Ｚ=高祖抗；第三章TST交换网络设计3.1T-S-T交换网络原理框图图3.1T-S-T交换网络结构框图3.2T-S-T交换网络的工作原理T-S-T交换网络是三级交换网络结构，他由两个T级和一个S级组成，且输入和输出T的工作方式不相同。S级的容量较大，改善了话务的疏散功能，并通过扩大S级的输入输出，将多个时分接线器连接起来，这样大大提高了交换网络的容量。T-S-T交换网络是三级交换网络，有输入级T接线器（TA）和输出级T接线器（TB），中间级接有S型时分接线器组成。输入输出都是时分的接线器，中间是空分的接线器。如：有8条输入PCM复用线，每条接至一个T接线器（称为输入级），其工作方式为“控制写入，顺序读出”；中间级为8×8的交叉矩阵，其入线对应地接到两侧的T接线器上。T-S-T交换网络内部时隙的选择采用反相法。MT8980的控制功能分为两方面，第一是读某信道中某时隙的存储器数据，并由单片机判断后作出不同的相应，第二是让某时隙接续存储器工作在信息模式。是接续存储器的低八位内容作为数据直接输出到相应的时隙信令中。3.3TST交换网络容量：时分交换器芯片MT8980的容量为8×32=256个时隙。可接入8端PCM一次群，由于8个前T接线器和8个后T接线器，因此总交换容量为8×256=2048时隙，可接入8×8=64端PCM一次群，在PCM一次群中，由于有两路控制信号，时隙只占用30路，且数字交换网为单向输入，每一对通话只占用两个时隙，因此同时可以接通的通话数为：64×30/2=960，即最多可接通1920路用户通话。3.4单片机AT89C51与锁存器74HC573、时分接线器MT8980和空分接线器MT8816的连接接口如下：①MT8980的DS、DTA与AT89C51的P14、P15连接②74HC573的D0-D7与AT89C51的P20-P27连接③输入级T接线器MT8980的CS与AT89C51的P25连接④输出级T接线器MT8980的CS与AT89C51的P23连接⑤中间级的S接线器MT8816的CS与AT89C51的P24连接⑥MT8816的ACOL0-ACOL2、AROW0-AROW3与74HC573的D0-D7⑦MT8980的A0-A5与AT89C51的P20、P21、P22、P26、P27连接⑧MT8980的D0-D7与74HC573的D0-D73.5TST网络的优缺点与改进TST交换网络优点：他与机电交换相比较，体积小、重量轻、功耗低、节省费用、工作稳定、维护管理方便、可靠性强、灵活性大，同时，能为用户提供许多新服务，如缩微拨号、叫醒业务、呼叫转移等工作。TST的缺点与改进：TST有输入级T接线器和输出级T接线器，中间级S接线器组成，原理上可以同时进行正相与反向的交换，但在实际的硬件中在正向和反向是不能同时进行，若要完成正向与反向的同时进行可以在输出级再级联一个时间接线器，或再重新由T接线器和S接线器在构成一交换网络进行反向的交换。第四章T-S-T交换网络的结果分析与程序4.1交换网络的结果分析以上程序中首先完成对第一个T接线器的控制，具体步骤为：（1）调用W-Conlrol子程序，写控制寄存器=R1=00011000，完成选ST00／Ch016的连接存储器高位。（2）调用W-Connection子程序，Rl=000000001，写连接存储器高位CMHb2=0为交换模式。（3）调用W-Control子程序，写控制寄存器R1=00010000，选ST00／Ch016的连接存储器低位（4）调用W-Connection子程序，R2=00010000，R3=101000，写连接存储器的低8位。然后再对S接线器控制：调用W-S子程序，完成对MT8816的控制。最后对第二个T接线器进行控制，具体步骤为：(1)调用W-Conlrol子程序，写控制寄存器=R1=00011111，选ST02／Ch030的连接存储器高位。(2)调用W-Connection子程序，Rl=00000001，写连接存储器高位CMHb2=0为交换模式。(3)调用W-Control子程序，写控制寄存器=R1=00010111，选ST07／Ch018的连接存储器低位。(4)调用W-Connection子程序，R2=11101000，R3=101000，写连接存储器的低8位。这样，就完成了输入群路0的信道16到输出群路7的信道18的交换。4．2TST交换网络的程序在T-S-T交换网络，前T级采用顺序写入，控制读出，后T级采用控制写入，顺序读出，中间S级采用输出控制方式。DATASEGMENT;定义数据段R1DB?R2DB?DATAENDSCODESEGMENT;定义代前一个T接线器：CALLW-CONTROL;调用写MT8980控制存储器R1EQU00011000;完成控制存储器的高位CALLW-CONNECTION;调用写MT8980连接存储器R1EQU00000001;写连接存储器CMHb2=0为交换模式CALLW-CONTROL;调用MT8980控制存储器R1EQU00010001;完成控制存储器的低位R2EQU00010000;群路0的16时隙R3EQU00101000;群路0的8时隙后一个T接线器：CALLW-CONTROL;调用写MT8980控制存储器R1EQU00011111;完成控制存储器的高位CALLW-CONNECTION;调用写MT8980连接存储器R1EQU00000001;写连接存储器CMHb2=0为交换模式CALLW-CONTROL;调用MT8980控制存储器R1EQU00010111;完成控制存储器的低位R2EQU00101000;群路7的8时隙R3EQU11101000;群路7的18时隙中间S接线器M-SPROCNEAP;完成对MT8816的控制MOVAL,00001000；锁存器74HC的入口地址MOVDX,0000111;交叉点控制字OUTDXM-SENDPCODEENDSENDSTART实验总结课程设计是培养我们综合运用所学的知识，发展、提出、分析、解决问题的过程，是对我们所学知识的一次考察。在课程设计中同学们的相互交流、相互探讨对完成一次课程设计是很重要的，老师的指导对完成一次课程设计也是很重要的。在本次的T-S-T交换网络中巩固了我们所学的相关现代交换原理中的时分交换网络(T型)和空分交换网络（S型）的工作原理、微机原理中单片机如何去实现程序的控制以