Dallas Semiconductor的DS2155或DS21455单芯片收发器(SCT)可用于创建与日本JJ-20.11标准兼容的接口。DS2155和DS21455都有一个数字多路复用器和I/O接口，提供对帧和LIU部分之间的时钟和双极数据信号的访问。通过FPGA或CPLD，可以修改数据流以支持JJ-20.11标准。由于LIU已经具有编码和解码JJ-20.11中使用的编码标记反转(CMI)信号的能力，因此只需要稍微修改以增加接收信号的增益。

介绍

本应用说明描述了如何使用Dallas Semiconductor DS2155或DS21455单芯片收发器(SCT)创建与日本JJ-20.11标准兼容的接口。JJ-20.11标准描述了符合JJ-20.10标准的日本专用交换机(PBX)系统使用的电气和物理条件。DS2155和DS21455都有一个数字多路复用器和I/O接口，提供对帧和LIU部分之间的时钟和双极数据信号的访问。看到图1． 控制数据流到I/O信号很简单，并且可以用LBCR在软件中执行。LIUC寄存器位和/或在硬件中使用LIUC引脚。通过FPGA或CPLD，可以修改数据流以支持JJ-20.11标准。由于LIU可以编码和解码JJ-20.11中使用的编码标记反转(CMI)信号，因此只需要稍微修改即可增加接收信号的增益。下面的信息和详细的图表解释了支持JJ-20.11标准所需的所有更改。

图1所示。DS2155收发器简化框图。

Receive-Side设计

JJ-20.11标准使用违反CMI编码方案的代码来指示256位帧的第一个位。接收-外部电路，图7在附录中，监视RPOSO和RNEGO信号，并检测CMI双极违反(BPV)，从而启动延迟计数器。然后将RPOSO和RNEGO组合成单极数据流并通过8位移位寄存器。当计数器达到129 (JJ-20.11时隙16的开始)时，它导致移位寄存器交替地将E1帧对齐信号(FAS)和非帧对齐信号(NFAS)模式加载到时隙16中，从而覆盖JJ-20.11数据流的未使用部分。修改后的数据流然后同时在RPOSI和RNEGI输入，这允许帧在单极模式下操作。图2详细说明接收端数据流被外部电路修改后的位时序。

图2。接收同步帧和位信息。

因为FAS/NFAS模式插入到数据流的时隙16中，所以帧者将与此模式对齐，有效地将所有的j -20.11时隙向前移动16个通道。因此，j -20.11帧模式从时隙0被转移到时隙16，允许多帧对齐、报警指示和信号位被内部帧寄存器RS1到RS16读取。因为帧者的内部寄存器空间是JJ-20.11多帧的两倍大，这些寄存器实际上将保存JJ-20.11信息的两个连续多帧。软件只需要定位寄存器第3位的零，这表示JJ-20.11帧模式的多帧对齐。

由于时隙向前移动了16个信道，外部设备必须考虑到这个时隙。这些设备包括任何连接到帧的接收串行数据(RSER)或接收同步信号(RSYNC)。表1显示了相对于JJ-20.11标准的移位模式和每个时隙的位置。由于该标准是为通常只承载语音流量的PBX系统设计的，因此这种时隙移位不应构成问题。由于语音数据通常是通过管道传输到PCM编解码器设备中，以便转换为电话线，因此系统操作员可以对这些线路任意编号。如果有必要恢复相对于RSYNC脉冲的原始时隙映射，则已经存在的FPGA或CPLD逻辑可以执行此功能。一个简单的延迟计数器将RSYNC脉冲移动128位，将所有时隙恢复到原始位置。

表1。修改帧对齐后接收时隙映射

Transmit-Side设计

当发送端处于E1模式时，可以通过发送信令寄存器TS1 ~ TS16将j -20.11同步、告警指示和信令位信息插入数据流。另外，JJ-20.11时隙0可以在TSER外部插入，这将需要额外的硬件。这里不讨论这个过程。因为帧将这些寄存器的内容插入到时隙16中，所以用户需要在TSER中偏移16个通道的数据。这种半帧偏移确保在外部FPGA或CPLD修改数据流后，信令寄存器的内容将实际映射到JJ-20.11时隙0。为了执行移位，TCHBLK引脚被编程为在时隙16期间活动，如图所示图3．

图3。发送端背板定时。

TCHBLK信号在系统中有双重用途。首先，外电路利用它对TPOSO和TNEGO信号进行修改，生成BPV, BPV表示JJ-20.11帧的第一个比特。其次，它用于指示JJ-20.11帧的开始，以便TSER中的数据可以正确对齐。在软件中，TSYNC引脚需要被编程为使用IOCR1的输出。TSIO寄存器位，TCHBLK需要在使用TCBR3的时隙16期间编程为高电平。CH17寄存器位。(注意，由于各种规范中使用的编号约定，时间槽16也是频道17。)

传输外部电路;图8在附录中，延迟TCHBLK信号以解释TSER输入与TPOSO和TNEGO输出之间的内部延迟。一旦延迟的TCHBLK变高以指示j -20.11帧的开始，切换触发器被触发，导致TPOSO和TNEGO映射的变化。通常，TPOSO输出连接到TPOSI输入，TNEGO输出连接到TNEGI输入，从而允许数据流到线接口单元(LIU)不变。然而，触发器状态的变化将TPOSO连接到TNEGI, TNEGO连接到TPOSI。在触发器状态下的另一个后续更改将恢复原始映射。虽然映射的变化不会影响数据流，但它确实会导致紧接在状态变化之后的脉冲以与前一个脉冲相同的极性传输。这就产生了BPV，用来表示JJ-20.11帧的开始。图4详细说明通过外部电路修改后的发送端数据流位时序。

图4。发送端帧到刘定时。

由于时隙向前移动了16个信道，外部设备必须考虑到这个时隙。这些设备包括任何连接到帧发送串行数据(TSER)或发送同步信号(TSYNC)的设备。表2显示了相对于JJ-20.11标准的移位模式和每个时隙的位置。由于该标准是为通常只承载语音流量的PBX系统设计的，因此这种时隙移位不应构成问题。由于语音数据通常由PCM编解码设备从电话线转换后提供，因此系统操作员可以对这些线路任意编号。如果有必要恢复相对于TSYNC脉冲的原始时隙映射，则已经存在的FPGA或CPLD逻辑可以执行此功能。一个简单的延迟计数器将TSYNC脉冲移动128位，将所有时隙恢复到原始位置。

表2。改变帧对齐后传输时隙映射

网络接口设计

所示的网络接口图5是直接的，只需要几个无源组件和一个比较器来发送和接收符合JJ-20.11的信号。传输接口非常简单，因为TTIP驱动器足够强，可以产生必要的输出脉冲到1:1变压器中。

图5。网络接口电路的图示。

图6。CMI脉冲传输到110欧姆终止负载。

图6显示传输输出被驱动到110欧姆负载的作用域图。信号幅值略低，但满足3.0V±0.75V(P-P)标准。如果需要增加输出信号的幅度，将变压器绕组改为1:1.15，将幅度精确地设置为3.0V(P-P)。

接收接口需要一个比较器，因为RTIP引脚只能在正常CMOS电压水平下解码CMI编码信号。然而，JJ-20.11规定，在最大电缆损耗为13dB的情况下，正常接收应该是可能的。在2.25V(P-P)的最低指定发射输出电平下，恢复的信号将约为0.5V(P-P)，太低而无法触发CMOS输入的高阈值电压。虽然几乎任何高速单电压轨比较器都可以在电路中使用，但MAX999或MAX9140比较器是不错的选择。这两种设备都采用小型5针SOT23封装，高速运行，功耗非常低。剩余的外部元件终止线路并使比较器偏置。两个55欧姆电阻在线路上表现为110欧姆负载，使反射最小化。两个15k欧姆电阻偏置来自线路的输入信号，使比较器工作在必要的最低规定电压以下。

软件寄存器编程

软件设计很简单，不需要任何处理器密集型操作。当SCT重置完成后，通过写入少量寄存器来执行初始化。应该初始化的最后一个寄存器是TS1到TS16。这些寄存器保持JJ-20.11帧结构，并且应该包含中性值。因为在多帧结构中使用比特有多种标准，所以本文不涉及确切的比特设置。值得注意的是，JJ-20.11帧结构只有8帧长，所以寄存器TS9到TS16应该只包含寄存器TS1到TS8中数据的副本。下面是寄存器初始化的一个简短示例表3．

表3。注册初始化示例

*只有当LIUC引脚处于HIGH状态时才需要。

一旦SCT初始化，软件只需要监控RS1到RS16寄存器的新报警状态，并重新配置TS1到TS8(通过TS9到TS16的数据拷贝)寄存器来指示任何报警条件。当监控RS1到RS16时，软件必须检查数据的第2位是否存在多帧指示器，因为RS1寄存器可能与多帧的开始不对齐。这个动作会给处理器增加一些工作量，但在一个简单的寄存器重新映射或数据复制例程中很容易克服。发送寄存器和接收寄存器中的数据将每两个多帧更新一次，如状态寄存器4中的TMF和RMF位所示。可能需要实现一些软件功能来进行通道空闲、通道监控或环回和测试操作。

如有任何其他问题或意见，请参阅本文档末尾的参考资料。

附录

图7。接收同步电路图。

图8。发射双极性冲突发生器的示意图。

参考文献
关于JJ-20.11接口设计的更多问题，请通过电子邮件联系电信应用支持团队。