專利名稱：一種實(shí)現(xiàn)同步數(shù)字體系幀頭定位的方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及通信同步數(shù)字體系(SDH, synchronous digital hierarchy )輸 入碼流檢測(cè)技術(shù)，尤其涉及實(shí)現(xiàn)SDH幀頭定位的方法及裝置。
背景技術(shù)：
現(xiàn)代社會(huì)對(duì)通信的依賴越來越大。作為一種全新的傳送網(wǎng)體制，SDH以 其靈活性和兼容性，迅速得到了廣泛的應(yīng)用。SDH的技術(shù)實(shí)現(xiàn)需要使用超大 規(guī)模集成電路，因此往往使用專用芯片。但是，通過專用芯片實(shí)現(xiàn)SDH通信 技術(shù)尚存在功能設(shè)置不靈活的問題，比如當(dāng)發(fā)現(xiàn)專用芯片中存在錯(cuò)誤難以更 改線路。
SDH是串行數(shù)據(jù)，通常有STM-l、 STM-4、 STM-16以及STM-64四種 不同的業(yè)務(wù)碼流速率(統(tǒng)稱為STM-N)。對(duì)于STM-1速率的SDH數(shù)據(jù)尚可 用串行方式處理，但對(duì)于更高速率的SDH數(shù)據(jù)仍按照串行方式處理，電路往 往是無法勝任的。這時(shí)，就需要進(jìn)行串/并轉(zhuǎn)換，將SDH數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成速率較 低的并行數(shù)據(jù)，例如將STM-64串行l(wèi)t據(jù)變?yōu)?2位或64位并行數(shù)據(jù)，因此 需要研究與串行方式不同的并行處理方式。其中，SDH幀頭的定位就是首要 研究的對(duì)象。
SDH幀頭的定位是指，收端通過A1、 A2字節(jié)從信息流中定位、分離出 STM-N幀。Al、 A2字節(jié)有固定的值，其中，Al字節(jié)值為11110110 (F6H), A2字節(jié)值為00101000 (28H)。收端^r測(cè)信號(hào)流中的各個(gè)字節(jié)，當(dāng)發(fā)現(xiàn)連續(xù) 出現(xiàn)3N個(gè)字節(jié)的F6H值，又緊跟著出現(xiàn)3N個(gè)字節(jié)的28H值時(shí)(在STM-1 幀中Al和A2字節(jié)各有3個(gè))，就確定現(xiàn)在開始收到一個(gè)STM-N幀，通過 定位每個(gè)STM-N幀的起點(diǎn)，來區(qū)分不同的STM-N幀，以達(dá)到分離不同幀的 目的。
5在現(xiàn)有技術(shù)中，對(duì)SDH幀頭的定位方式通常有兩種
1) 串行定位，直接對(duì)輸入的串行數(shù)據(jù)流按比特(bit)逐一比較，直至 查找到用于定幀的幀頭字節(jié)Al A2。
該方式只適合低速數(shù)據(jù)使用。
2) 并行定位，將輸入的數(shù)據(jù)緩存，并與幀頭字節(jié)A1A2的期望值進(jìn)行比 較，相同則認(rèn)為是STM-N幀的幀頭。
此方式原理簡(jiǎn)單，但由于A1A2在數(shù)據(jù)流中的起始邊界不固定，比如 bl bl6為16位并行數(shù)據(jù)，Al可以是bl b8，也可以是b2 b9;同時(shí)為了保 證正確定幀，必須查找多個(gè)連續(xù)的Al和A2才能算是幀頭，比如在STM-64 速率的數(shù)據(jù)中需要查找到A1A1A1A2A2A2這樣結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)，才認(rèn)為是找到 幀頭；因此現(xiàn)有的并行定位方式會(huì)引入龐大的組合邏輯電路，這會(huì)導(dǎo)致數(shù)據(jù) 處理速度降低，且邏輯電路資源消耗巨大。而且，由于定位時(shí)沒有使用到全 部幀頭數(shù)據(jù)，找到假幀頭的概率也比較高。
專利CN200510041724曾提出一種兩段式檢測(cè)16位并行STM-16速率的 數(shù)據(jù)的檢測(cè)方式，先檢測(cè)A1，再檢測(cè)A2來確定幀頭。但此方式依然無法消 除找到虛假幀頭的可能。
因此，需要對(duì)現(xiàn)有的SDH幀頭的定位方法加以改進(jìn)，能夠保證SDH幀 頭定位的準(zhǔn)確率，同時(shí)能夠快速地進(jìn)行幀頭定位，且有效地減少邏輯電^^資 源的消耗。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種實(shí)現(xiàn)同步數(shù)字體系幀頭定位的方 法及裝置，能夠保證SDH幀頭定位的準(zhǔn)確率。
為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了 一種實(shí)現(xiàn)同步數(shù)字體系幀頭定位 的方法，包4舌
對(duì)輸入數(shù)據(jù)流進(jìn)4亍數(shù)據(jù)邊界查找，找到數(shù)據(jù)邊界字節(jié)Al，并輸出同步數(shù) 字體系SDH字節(jié)數(shù)據(jù)；在規(guī)定時(shí)間內(nèi)對(duì)SDH字節(jié)數(shù)據(jù)流進(jìn)行幀頭查找，找到幀頭字節(jié)A1A2 ， 并輸出并行Al字節(jié)數(shù)據(jù)或并行A2字節(jié)數(shù)據(jù)；若在規(guī)定時(shí)間內(nèi)找不到A2， 則重新進(jìn)行數(shù)據(jù)邊界查找的操作。
進(jìn)一步地，
通過數(shù)據(jù)邊界查找若找到一個(gè)Al或一個(gè)以上連續(xù)的Al,則認(rèn)為找到數(shù) 據(jù)邊界；針對(duì)Al在當(dāng)前數(shù)據(jù)的高8位中不同的起始位置，會(huì)有8種Al位置 指示信號(hào)與之對(duì)應(yīng)，根據(jù)A1位置指示信號(hào)，或直接將緩存的前一時(shí)鐘周期 數(shù)據(jù)作為SDH字節(jié)數(shù)據(jù)輸出，或?qū)Ξ?dāng)前數(shù)據(jù)和緩存的前一時(shí)鐘周期數(shù)據(jù)進(jìn)行 對(duì)齊移位，拼裝成SDH字節(jié)數(shù)據(jù)輸出。
進(jìn)一步地，
在規(guī)定時(shí)間內(nèi)查找SDH字節(jié)數(shù)據(jù)流中第一個(gè)出現(xiàn)的幀頭字節(jié)A2，針對(duì) AlA2在當(dāng)前SDH字節(jié)數(shù)據(jù)和緩存的前一時(shí)鐘周期SDH字節(jié)數(shù)據(jù)中的位置， 會(huì)有N種A2位置指示信號(hào)與之對(duì)應(yīng)，N為字節(jié)8比特的倍數(shù)；根據(jù)A2位 置指示信號(hào)，或直接將前一時(shí)鐘周期SDH字節(jié)數(shù)據(jù)作為并行A1字節(jié)數(shù)據(jù)或 并行A2字節(jié)數(shù)據(jù)輸出，或?qū)Ξ?dāng)前SDH字節(jié)數(shù)據(jù)和前一時(shí)鐘周期進(jìn)行對(duì)齊移 位，拼裝成并行Al字節(jié)數(shù)據(jù)或所述并行A2字節(jié)數(shù)據(jù)輸出。
進(jìn)一步地，該方法還包括對(duì)輸出的并行Al字節(jié)數(shù)據(jù)或并行A2字節(jié)數(shù)據(jù) 進(jìn)行數(shù)據(jù)校驗(yàn)步驟，即
在輸出并行Al字節(jié)數(shù)據(jù)或并行A2字節(jié)數(shù)據(jù)的同時(shí)，還輸出幀頭位置指 示信號(hào)，根據(jù)幀頭位置指示信號(hào)對(duì)Al字節(jié)數(shù)據(jù)流或A2字節(jié)數(shù)據(jù)流進(jìn)行行列 計(jì)數(shù)，找出數(shù)據(jù)流中部分的或所有的Al、 A2位置，將數(shù)據(jù)流中每一 Al、 A2位置上的數(shù)據(jù)與期望的Al、 A2字節(jié)數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，比較結(jié)果相同則輸出 幀頭定位正確指示信號(hào)，若連續(xù)多幀均輸出所述幀頭定位正確指示信號(hào)，則 確認(rèn)幀頭定位無誤；若比較結(jié)果不相同，或未達(dá)到連續(xù)多幀均輸出幀頭定位 正確指示信號(hào)，則需要重新進(jìn)行數(shù)據(jù)邊界查找及幀頭查找。
為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種實(shí)現(xiàn)同步數(shù)字體系幀頭定位 的裝置，包括相互連接的邊界查找對(duì)齊模塊、幀頭查找移位模塊，其中邊界查找對(duì)齊模塊，用于在輸入數(shù)據(jù)流進(jìn)行數(shù)據(jù)邊界查找，找到數(shù)據(jù)邊
界字節(jié)A1，并將同步數(shù)字體系SDH字節(jié)數(shù)據(jù)輸出給幀頭查找移位模塊；在 收到幀頭查找移位才莫塊輸出的查找失敗信號(hào)后重新進(jìn)行數(shù)據(jù)邊界查找；
幀頭查找移位模塊，用于在規(guī)定時(shí)間內(nèi)對(duì)SDH數(shù)據(jù)字節(jié)數(shù)據(jù)流進(jìn)行幀頭 查找，找到幀頭字節(jié)A1A2，并輸出并行A1字節(jié)數(shù)據(jù)或并行A2字節(jié)數(shù)據(jù)； 若在規(guī)定時(shí)間內(nèi)找不到A2，則向邊界查找對(duì)齊模塊輸出查找失敗信號(hào)。
進(jìn)一步地，邊界查找對(duì)齊模塊包括第一數(shù)據(jù)緩沖器、第二數(shù)據(jù)緩沖器和 第一數(shù)據(jù)選擇器，其中
邊界查找對(duì)齊模塊，定義輸入數(shù)據(jù)流中當(dāng)前數(shù)據(jù)在第一數(shù)據(jù)緩沖器內(nèi)， 并將輸入數(shù)據(jù)流中數(shù)據(jù)延時(shí)緩存在第二數(shù)據(jù)緩沖器內(nèi) 一個(gè)時(shí)鐘周期成為前一 時(shí)鐘周期數(shù)據(jù)，若在當(dāng)前數(shù)據(jù)中查找到一個(gè)A1或一個(gè)以上連續(xù)的Al,則認(rèn) 為找到數(shù)據(jù)邊界；根據(jù)查找Al在當(dāng)前數(shù)據(jù)的高8位中不同的起始位置所產(chǎn) 生的Al位置指示信號(hào)，通過第一數(shù)據(jù)選擇器選擇直接將第二數(shù)據(jù)緩沖器內(nèi) 前一時(shí)鐘周期數(shù)據(jù)作為SDH字節(jié)數(shù)據(jù)輸出，或?qū)Φ谝粩?shù)據(jù)緩沖器內(nèi)當(dāng)前數(shù)據(jù) 和第二數(shù)據(jù)緩沖器內(nèi)前一時(shí)鐘周期數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)齊移位，拼裝成SDH字節(jié)數(shù)
據(jù)，通過第一數(shù)據(jù)選擇器選擇輸出。
進(jìn)一步地，幀頭查找移位模塊包括第三數(shù)據(jù)緩沖器、第四數(shù)據(jù)緩沖器和 第二數(shù)據(jù)選擇器，其中
幀頭查找移位模塊，在規(guī)定時(shí)間內(nèi)查找緩存在第三數(shù)據(jù)緩沖器內(nèi)的當(dāng)前 SDH字節(jié)數(shù)據(jù)和緩存在第四數(shù)據(jù)緩沖器內(nèi)的前一時(shí)鐘周期SDH字節(jié)數(shù)據(jù)中 第一個(gè)出現(xiàn)的幀頭字節(jié)A2,才艮據(jù)查找A1A2在當(dāng)前SDH字節(jié)彩:據(jù)和前一時(shí) 鐘周期SDH字節(jié)數(shù)據(jù)中的位置產(chǎn)生的A2位置指示信號(hào)，通過第二數(shù)據(jù)選擇 器選擇直接將當(dāng)前SDH字節(jié)數(shù)據(jù)作為并行Al字節(jié)數(shù)據(jù)流或并行A2字節(jié)數(shù) 據(jù)輸出，或?qū)Ξ?dāng)前SDH字節(jié)數(shù)據(jù)和前一時(shí)鐘周期SDH字節(jié)數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)齊移 位，拼裝成并行A1字節(jié)數(shù)據(jù)或并行A2字節(jié)數(shù)據(jù)，通過第二數(shù)據(jù)選擇器選擇 輸出。
進(jìn)一步地，該裝置還包括分別與幀頭查找移位模塊和邊界查找對(duì)齊模塊 連接的幀頭校驗(yàn)?zāi)K，其中幀頭查找移位模塊，向幀頭校驗(yàn)?zāi)K輸出并行Al字節(jié)數(shù)據(jù)或并行A2 字節(jié)數(shù)據(jù)，同時(shí)輸出幀頭位置指示信號(hào)；
幀頭校驗(yàn)?zāi)K，用于根據(jù)幀頭位置指示信號(hào)，對(duì)輸入在第五數(shù)據(jù)緩沖器 內(nèi)的Al字節(jié)數(shù)據(jù)流或A2字節(jié)數(shù)據(jù)流進(jìn)行行列計(jì)數(shù)，找出數(shù)據(jù)流中部分的或 所有的Al、 A2位置，將數(shù)據(jù)流每一 Al、 A2位置上的數(shù)據(jù)與期望的Al、 A2字節(jié)數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，比較結(jié)果相同則輸出幀頭定位正確指示信號(hào)，若連續(xù) 多幀均輸出幀頭定位正確指示信號(hào)，則確認(rèn)幀頭定位無誤，通過輸出控制器 輸出經(jīng)數(shù)據(jù)校驗(yàn)的A1字節(jié)數(shù)據(jù)流或A2字節(jié)數(shù)據(jù)流；否則，向邊界查找對(duì)齊 模塊輸出校驗(yàn)失敗信號(hào)；
邊界查找對(duì)齊模塊，用于根據(jù)校驗(yàn)失敗信號(hào)重新進(jìn)行數(shù)據(jù)邊界查找。
進(jìn)一步地，通過場(chǎng)可編程門陣列FPGA實(shí)現(xiàn)所述裝置。
進(jìn)一步地，該裝置還包括分別與邊界查找對(duì)齊模塊、幀頭校驗(yàn)?zāi)K以及 幀頭校驗(yàn)?zāi)K連接的控制模塊，用于作為狀態(tài)機(jī)通過邊界查找狀態(tài)、幀頭查 找狀態(tài)、數(shù)據(jù)校驗(yàn)狀態(tài)以及正常狀態(tài)控制邊界查找對(duì)齊模塊、幀頭校驗(yàn)?zāi)K 以及幀頭校驗(yàn)?zāi)K協(xié)調(diào)工作以及所述裝置的輸出。
采用本發(fā)明的實(shí)現(xiàn)同步數(shù)字體系幀頭定位的方法及裝置，由于在查找?guī)?頭字節(jié)A1A2后增加了反饋環(huán)節(jié)和數(shù)據(jù)校驗(yàn)環(huán)節(jié)，故可將找到假幀頭的概率 降至最低，從而保證了 SDH幀頭定位的準(zhǔn)確率。再有，本發(fā)明利用FPGA 實(shí)現(xiàn)SDH幀頭定位，能夠快速地進(jìn)行幀頭定位，且可以提供更靈活的功能設(shè) 置和更低廉的運(yùn)營成本。


圖1為本發(fā)明實(shí)現(xiàn)同步數(shù)字體系幀頭定位的方法實(shí)施例流程圖； 圖2為本發(fā)明實(shí)現(xiàn)同步數(shù)字體系幀頭定位裝置一實(shí)施例的原理框圖； 圖3為本發(fā)明實(shí)現(xiàn)同步數(shù)字體系幀頭定位裝置另一實(shí)施例的原理框圖。
具體實(shí)施例方式
9本發(fā)明提供的實(shí)現(xiàn)同步數(shù)字體系幀頭定位的方法及裝置，其發(fā)明構(gòu)思是，
通過邊界查找對(duì)齊環(huán)節(jié)找到數(shù)據(jù)邊界Al;通過幀頭查找移位環(huán)節(jié)對(duì)SDH數(shù) 據(jù)字節(jié)在一定時(shí)間內(nèi)找到第一個(gè)出現(xiàn)的A2字節(jié)，如果在規(guī)定時(shí)間內(nèi)找不到 A2,則重新執(zhí)行邊界查找對(duì)齊操作。最后，通過數(shù)據(jù)校驗(yàn)環(huán)節(jié)對(duì)確定的Al、 A2位置上的數(shù)據(jù)進(jìn)行校驗(yàn)，確認(rèn)無誤找到幀頭字節(jié)A1A2，從而確保SDH 幀頭定位的準(zhǔn)確率。并且，本發(fā)明通過場(chǎng)可編程門陣列(FPGA, Field Programmable Gate Array )實(shí)現(xiàn)同步數(shù)字體系幀頭定位的裝置，故可以提供 更靈活的功能設(shè)置和低廉的運(yùn)營成本。
以下結(jié)合附圖和優(yōu)選實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)地闡述。以下 實(shí)施例僅僅用于說明和解釋本發(fā)明，而不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明技術(shù)方案的限制。
如圖1所示，是本發(fā)明實(shí)現(xiàn)同步數(shù)字體系幀頭定位的方法實(shí)施例的流程， 用于8位以上并行16位、32位、64位等等(數(shù)據(jù)位數(shù)只要是8的整數(shù)倍均 可)SDH數(shù)據(jù)幀頭的定位；包括如下步驟
110:通過邊界查找對(duì)齊，找到數(shù)據(jù)邊界A1的位置，并輸出SDH數(shù)據(jù)
字節(jié)；
即輸入數(shù)據(jù)并存入數(shù)據(jù)緩沖器，如果檢測(cè)到連續(xù)的16 bits數(shù)據(jù)為A1A1, 則認(rèn)為找到數(shù)據(jù)邊界；根據(jù)Al查找結(jié)果將當(dāng)前數(shù)據(jù)和前一時(shí)鐘周期的數(shù)據(jù) 進(jìn)行移位處理，從而使輸出數(shù)據(jù)的每個(gè)字節(jié)都是SDH字節(jié)數(shù)據(jù)。
以32位并4亍處理STM-64速率的SDH數(shù)據(jù)為例，Al的二進(jìn)制數(shù)為 11110110 (即F6H)，它的最高位1可以在bit 32到bit 25八個(gè)數(shù)據(jù)之間的 任意位置出現(xiàn)，即相應(yīng)Al出現(xiàn)的bit位置，會(huì)產(chǎn)生一個(gè)Al位置指示信號(hào)， 一共有8種Al位置指示信號(hào)。如果Al在最高比特位bit 32起始，則輸入數(shù) 據(jù)無需移位；如果在比特位bit31起始，則耳又當(dāng)前數(shù)據(jù)的bit32,再耳又前一時(shí) 鐘周期數(shù)據(jù)的bit 31至bitl，組成對(duì)齊的32 bits輸出數(shù)據(jù)；以此類推，可以 得出8種情況下的輸出數(shù)據(jù)。
120:幀頭查找移位，找到幀頭字節(jié)A2的位置，并輸出并行A1數(shù)據(jù)或 并行A2數(shù)據(jù)；將上述邊界對(duì)齊的SDH字節(jié)數(shù)據(jù)流存入數(shù)據(jù)緩沖器，在一定時(shí)間內(nèi)查找 數(shù)據(jù)緩沖器內(nèi)數(shù)據(jù)流中第一個(gè)出現(xiàn)的A2, 4艮據(jù)A2查找結(jié)果對(duì)當(dāng)前SDH字 節(jié)數(shù)據(jù)和前一時(shí)鐘周期SDH字節(jié)數(shù)據(jù)進(jìn)行字節(jié)對(duì)齊,使輸出的并行數(shù)據(jù)僅為 Al數(shù)據(jù)或僅為A2數(shù)據(jù)。如果在規(guī)定時(shí)間內(nèi)找不到A2 (說明邊界定位不正 確)，則重新執(zhí)行邊界查找對(duì)齊操作(及步驟110)。本發(fā)明通過增加此反 饋環(huán)節(jié)而降低了找到假幀頭的概率。
同樣以32位并行處理STM-64速率的SDH數(shù)據(jù)為例。經(jīng)過邊界對(duì)齊移 位操作后，第一個(gè)A2出現(xiàn)在32位并行數(shù)據(jù)的位置有4種可能出現(xiàn)在最高 8個(gè)比特位bit32至bit25，或出現(xiàn)在后續(xù)的8個(gè)比特位bit 24至bit 17,或出 現(xiàn)在再后續(xù)的8個(gè)比特位bit 16至bit 9,或出現(xiàn)在最低8個(gè)比特位bit 8至bit 1，由此會(huì)有4種A2位置指示信號(hào)與之對(duì)應(yīng)。如果在最高8比特出現(xiàn)，則輸 入數(shù)據(jù)已經(jīng)對(duì)齊無需移位；如果在比特位bit 24至bitl 7出現(xiàn)，則取當(dāng)前數(shù) 據(jù)的bit 32至bit 25,再取前一時(shí)鐘的數(shù)據(jù)的bit 24至bit 1 ，組成對(duì)齊的32 比特輸出數(shù)據(jù)；依次類推，根據(jù)A2位置指示信號(hào)進(jìn)行相應(yīng)的數(shù)據(jù)字節(jié)對(duì)齊 操作，以保證輸出的32位數(shù)據(jù)不會(huì)有Al和A2同時(shí)出現(xiàn)。與此同時(shí)，產(chǎn)生 幀頭位置的指示信號(hào)，即A1A2位置指示信號(hào)。
130:進(jìn)行數(shù)據(jù)校驗(yàn)。
即根據(jù)上述產(chǎn)生的幀頭位置指示信號(hào)對(duì)數(shù)據(jù)流(Al或A2數(shù)據(jù))進(jìn)行行 列計(jì)數(shù)，找出數(shù)據(jù)流中部分的或所有的A1A2數(shù)據(jù)的位置，對(duì)數(shù)據(jù)流中所有 這些位置上的數(shù)據(jù)進(jìn)行A1A2字節(jié)校驗(yàn)無誤后，確認(rèn)找到幀頭字節(jié)。如果有 誤則需要重新進(jìn)行邊界查找及幀頭定位。
完成前兩步的操作，已經(jīng)基本上能正確地找到幀頭字節(jié)。但是由于 STM-64信號(hào)數(shù)據(jù)量很大，依然有一定的出現(xiàn)假幀頭信號(hào)的極小概率，即在 數(shù)據(jù)流中偶然出現(xiàn)了兩個(gè)Al字節(jié)值，后面跟著A1A2字節(jié)值，但附近位置 的數(shù)據(jù)卻不是A1A2字節(jié)值。為此，本方案特別加入了數(shù)據(jù)校驗(yàn)環(huán)節(jié)，由此 將找到假幀頭的概率降至最低。
本發(fā)明針對(duì)上述方法實(shí)施例，用verilog語言編寫了一個(gè)用FPGA實(shí)現(xiàn)的32位并行STM-64數(shù)據(jù)的幀頭查找邏輯裝置，其中一實(shí)施例的原理框圖如圖 2所示，包括邊界查找對(duì)齊模塊及其數(shù)據(jù)緩沖器B1、 B2和數(shù)據(jù)選擇器S1、 幀頭查找移位模塊及其數(shù)據(jù)緩沖器B3、 B4和數(shù)據(jù)選擇器S2以及幀頭校驗(yàn)?zāi)?塊及其數(shù)據(jù)緩沖器B5和輸出控制器，其中
邊界查找對(duì)齊模塊，用于找到邊界字節(jié)Al的位置，并輸出SDH數(shù)據(jù)字
節(jié)；
定義32位STM-64的輸入數(shù)據(jù)(din )到數(shù)據(jù)緩沖器Bl,并延時(shí)緩存到 數(shù)據(jù)緩沖器B2內(nèi)一個(gè)時(shí)鐘周期變成din—dl。 4艮據(jù)需要查找的Al在din的高 8位中的起始位置不同，會(huì)產(chǎn)生一個(gè)A1位置指示信號(hào)， 一共有8種A1位置 指示信號(hào)，分別為dect—al—7, dect—al—6， dect—al—5, dect—al—4, dect—al—3， dect—al—2, dect—al—1， dect—al—0。根據(jù)這8個(gè)位置指示信號(hào)，拼裝當(dāng)前凄t據(jù) din和前一時(shí)鐘周期數(shù)據(jù)din一dl產(chǎn)生32位輸出數(shù)據(jù)din—bit—align,通過數(shù)據(jù) 選擇器S1輸出(在此，數(shù)據(jù)選擇器S1的作用是若需重排數(shù)據(jù)，則通過數(shù) 據(jù)選擇器選擇din和din_dl到邊界查找對(duì)齊模塊中進(jìn)行數(shù)據(jù)重排，并通過數(shù) 據(jù)選擇器輸出重排后的SDH數(shù)據(jù)字節(jié)；如果不需重排數(shù)據(jù)則選擇直接將 din一dl作為SDH數(shù)據(jù)字節(jié)輸出)。
當(dāng)然，數(shù)據(jù)緩沖器B1、 B2和數(shù)據(jù)選擇器SI也可以包含在邊界查找對(duì)齊 模塊中。
幀頭查找移位模塊，用于進(jìn)行幀頭查找移位，找到幀頭字節(jié)A2的位置；
經(jīng)過邊界查找對(duì)齊后輸出的重排數(shù)據(jù)din—bit—align,通過數(shù)據(jù)選擇器SI 輸入到數(shù)據(jù)緩沖器B3,并延時(shí)緩存到數(shù)據(jù)緩沖器B4內(nèi)一個(gè)時(shí)鐘周期變成 din—bit—align—dl。根據(jù)需要查找的A1A2在din—bit—align—dl 、 din—bit—align 內(nèi)的位置，會(huì)產(chǎn)生一個(gè)A2位置指示信號(hào)， 一共有4種A2位置指示信號(hào)，分 別為dect—ala2—3， dect—ala2—2， dect—ala2—1， dect_ala2—0。根據(jù)這些指示信 號(hào)，再次做數(shù)據(jù)調(diào)整，拼裝當(dāng)前數(shù)據(jù)din—bit—align和前一時(shí)鐘周期數(shù)據(jù) din_bit—align—dl ，得到32位的輸出數(shù)據(jù)din—byte一align，通過數(shù)據(jù)選擇器S2 輸出(數(shù)據(jù)選擇器S2作用類似數(shù)據(jù)選擇器S1，只是Sl是對(duì)bit做拼裝，S2 對(duì)字節(jié)做拼裝)，同時(shí)產(chǎn)生幀頭指示信號(hào)init—fy輸出給幀頭校驗(yàn)?zāi)K。如果以64位并行處理的SDH數(shù)據(jù)為例，則會(huì)有8種A2位置指示信號(hào)。 以此類推，對(duì)于以8*N位并行處理的SDH數(shù)據(jù)，會(huì)有N種A2位置指示信 號(hào)。
當(dāng)然，數(shù)據(jù)緩沖器B3、 B4和數(shù)據(jù)選擇器S2也可以包含在幀頭查找移位 模塊中。
幀頭校驗(yàn)?zāi)K，用于校驗(yàn)數(shù)據(jù)，確認(rèn)A1A2定幀無誤。
經(jīng)過幀頭查找移位的din—byte—align數(shù)據(jù)，通過數(shù)據(jù)選擇器S2緩存到凄史 據(jù)緩沖器C內(nèi)，再送入幀頭校驗(yàn)?zāi)K進(jìn)行校驗(yàn)。幀頭校驗(yàn)?zāi)K根據(jù)init一fp對(duì) 數(shù)據(jù)流(即數(shù)據(jù)緩沖器C內(nèi)的din_byte—align)進(jìn)行行列計(jì)數(shù)，找出數(shù)據(jù)流 din—byte—align中部分的或所有的Al和A2位置，將數(shù)據(jù)流din—byte—align在 Al、 A2位置上的數(shù)據(jù)和期望的Al、 A2數(shù)據(jù)(F6H和28H)進(jìn)行比較，得 到A1A2是否正確的指示信號(hào)ala2_match。如果連續(xù)若干幀ala2_match都存 在，則認(rèn)為定幀正確無誤。
當(dāng)然，數(shù)據(jù)緩沖器B5和輸出控制器均可以包含在幀頭校驗(yàn)?zāi)K中。
如圖3所示，是本發(fā)明提供的另一個(gè)用FPGA實(shí)現(xiàn)的32位并行STM-64 數(shù)據(jù)的幀頭查找邏輯裝置實(shí)施例，與圖2所示實(shí)施例不同的僅僅是增加了一 個(gè)控制模塊，用于控制其它三個(gè)模塊(即邊界查找對(duì)齊模塊、幀頭查找移位 模塊以及幀頭校驗(yàn)?zāi)K)的協(xié)調(diào)工作。
控制模塊利用狀態(tài)機(jī)來控制邊界查找對(duì)齊模塊的邊界查找，幀頭查找移 位模塊的幀頭查找以及和幀頭校驗(yàn)?zāi)K的校驗(yàn)三環(huán)節(jié)之間的轉(zhuǎn)換。該狀態(tài)機(jī) 一共定義了四個(gè)狀態(tài)邊界查找，幀頭查找，校驗(yàn)和正常狀態(tài)。狀態(tài)機(jī)跳轉(zhuǎn) 的規(guī)則如下系統(tǒng)復(fù)位后自動(dòng)進(jìn)入邊界查找狀態(tài)，找到Al數(shù)據(jù)后轉(zhuǎn)入幀頭 查找狀態(tài)；如果過一定時(shí)間找不到A2字節(jié)，則返回邊界查找狀態(tài)重新尋找 Al;如果找到A2,則進(jìn)入校驗(yàn)狀態(tài)；如果連續(xù)兩幀無法校驗(yàn)正確的Al和 A2數(shù)據(jù)，則返回邊界查找狀態(tài)；如果校驗(yàn)結(jié)果正確，則進(jìn)入正常運(yùn)行，若在 正常運(yùn)行時(shí)，出現(xiàn)連續(xù)五幀AlA2校^r不正確則再次進(jìn)入邊界查找狀態(tài)，也 可以設(shè)置檢測(cè)需要的任意幀數(shù)目，比如設(shè)置成三幀。綜上所述可以看出，本發(fā)明的實(shí)現(xiàn)同步數(shù)字體系幀頭定位的方法及相應(yīng)
的裝置，由于增加了在規(guī)定時(shí)間內(nèi)找不到A2就重新執(zhí)行邊界查找對(duì)齊操作 的反饋環(huán)節(jié)，并在找到幀頭字節(jié)A1A2后增加了數(shù)據(jù)校驗(yàn)環(huán)節(jié)，故將找到假 幀頭的概率降至最低，從而保證了 SDH幀頭定位的準(zhǔn)確率。再有，本發(fā)明利 用FPGA實(shí)現(xiàn)SDH幀頭定位，能夠快速地進(jìn)行幀頭定位，且可以提供更靈 活的功能設(shè)置和更低廉的運(yùn)營成本。
本發(fā)明的方案經(jīng)在10G速率和2.5G速率的光傳輸產(chǎn)品上試用，在 311MHz的系統(tǒng)時(shí)鐘下，該電路定幀結(jié)果完全正確，各項(xiàng)功能和性能指標(biāo)符 合要求。
當(dāng)然，本發(fā)明還可有其它多種實(shí)施例，在不背離本發(fā)明精神及其實(shí)質(zhì)的 但這些相應(yīng)的改變和變形都應(yīng)屬于本發(fā)明所附的權(quán)利要求的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1、一種實(shí)現(xiàn)同步數(shù)字體系幀頭定位的方法，包括對(duì)輸入數(shù)據(jù)流進(jìn)行數(shù)據(jù)邊界查找，找到數(shù)據(jù)邊界字節(jié)A1，并輸出同步數(shù)字體系SDH字節(jié)數(shù)據(jù)；在規(guī)定時(shí)間內(nèi)對(duì)SDH字節(jié)數(shù)據(jù)流進(jìn)行幀頭查找，找到幀頭字節(jié)A1A2，并輸出并行A1字節(jié)數(shù)據(jù)或并行A2字節(jié)數(shù)據(jù)；若在所述規(guī)定時(shí)間內(nèi)找不到所述A2，則重新進(jìn)行所述數(shù)據(jù)邊界查找的操作。
2、 按照權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，通過所述數(shù)據(jù)邊界查找若找到一個(gè)Al或一個(gè)以上連續(xù)的Al，則i人為找 到所述數(shù)據(jù)邊界；針對(duì)所述Al在當(dāng)前數(shù)據(jù)的高8位中不同的起始位置，會(huì) 有8種Al位置指示信號(hào)與之對(duì)應(yīng)，根據(jù)所述Al位置指示信號(hào)，或直接將緩 存的前一時(shí)鐘周期數(shù)據(jù)作為所述SDH字節(jié)數(shù)據(jù)輸出，或?qū)Ξ?dāng)前數(shù)據(jù)和所述緩 存的前一時(shí)鐘周期數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)齊移位，拼裝成所述SDH字節(jié)數(shù)據(jù)輸出。
3、 按照權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，在規(guī)定時(shí)間內(nèi)查找所述SDH字節(jié)數(shù)據(jù)流中第一個(gè)出現(xiàn)的幀頭字節(jié)A2, 針對(duì)所述A1A2在當(dāng)前SDH字節(jié)數(shù)據(jù)和緩存的前一時(shí)鐘周期SDH字節(jié)數(shù)據(jù) 中的位置，會(huì)有N種A2位置指示信號(hào)與之對(duì)應(yīng)，所述N為字節(jié)8比特的倍 數(shù)；根據(jù)所述A2位置指示信號(hào)，或直接將所述前一時(shí)鐘周期SDH字節(jié)數(shù)據(jù) 作為所述并行Al字節(jié)數(shù)據(jù)或所述并行A2字節(jié)數(shù)據(jù)輸出，或?qū)λ霎?dāng)前SDH 字節(jié)數(shù)據(jù)和所述前一時(shí)鐘周期進(jìn)行對(duì)齊移位，拼裝成所述并行Al字節(jié)數(shù)據(jù) 或所迷并行A2字節(jié)數(shù)據(jù)輸出。
4、 按照權(quán)利要求1至3所述的任一項(xiàng)方法，其特征在于，還包括對(duì)輸 出的所述并行Al字節(jié)數(shù)據(jù)或所述并行A2字節(jié)數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)校驗(yàn)步驟，即在輸出所述并行A1字節(jié)凄t據(jù)或所述并行A2字節(jié)凄t據(jù)的同時(shí)，還輸出幀 頭位置指示信號(hào)，根據(jù)所述幀頭位置指示信號(hào)對(duì)Al字節(jié)數(shù)據(jù)流或A2字節(jié)數(shù) 據(jù)流進(jìn)行行列計(jì)數(shù)，找出所述數(shù)據(jù)流中部分的或所有的Al、 A2位置，將所 述數(shù)據(jù)流中每一A1、 A2位置上的數(shù)據(jù)與期望的Al、 A2字節(jié)數(shù)據(jù)進(jìn)行比較， 比較結(jié)果相同則輸出幀頭定位正確指示信號(hào)，若連續(xù)多幀均輸出所述幀頭定位正確指示信號(hào)，則確認(rèn)所述幀頭定位無誤；若比較結(jié)果不相同，或未達(dá)到 連續(xù)多幀均輸出所述幀頭定位正確指示信號(hào)，則需要重新進(jìn)行所述數(shù)據(jù)邊界 查找及所述幀頭查找。
5、 一種實(shí)現(xiàn)同步數(shù)字體系幀頭定位的裝置，包括相互連接的邊界查找 對(duì)齊模塊、幀頭查找移位模塊，其中所述邊界查找對(duì)齊模塊，用于在輸入數(shù)據(jù)流進(jìn)行數(shù)據(jù)邊界查找，找到數(shù) 據(jù)邊界字節(jié)Al,并將同步數(shù)字體系SDH字節(jié)數(shù)據(jù)輸出給所述幀頭查找移位 模塊；在收到所述幀頭查找移位模塊輸出的查找失敗信號(hào)后重新進(jìn)行所述數(shù) 據(jù)邊界查找；所述幀頭查找移位模塊，用于在規(guī)定時(shí)間內(nèi)對(duì)SDH數(shù)據(jù)字節(jié)數(shù)據(jù)流進(jìn)行 幀頭查找，找到幀頭字節(jié)A1A2，并輸出并行A1字節(jié)數(shù)據(jù)或并行A2字節(jié)數(shù) 據(jù)；若在所述規(guī)定時(shí)間內(nèi)找不到所述A2，則向所述邊界查找對(duì)齊模塊輸出查 找失敗信號(hào)。
6、 按照權(quán)利要求5所述的裝置，其特征在于，所述邊界查找對(duì)齊模塊 包括第一數(shù)據(jù)緩沖器、第二數(shù)據(jù)緩沖器和第一數(shù)據(jù)選擇器，其中所述邊界查找對(duì)齊模塊，定義所述輸入數(shù)據(jù)流中當(dāng)前數(shù)據(jù)在所述第一數(shù) 據(jù)緩沖器內(nèi)，并將所述輸入數(shù)據(jù)流中數(shù)據(jù)延時(shí)緩存在所述第二數(shù)據(jù)緩沖器內(nèi) 一個(gè)時(shí)鐘周期成為前一時(shí)鐘周期數(shù)據(jù)，若在所述當(dāng)前數(shù)據(jù)中查找到一個(gè)Al或一個(gè)以上連續(xù)的A1，則認(rèn)為找到所述數(shù)據(jù)邊界；根據(jù)查找所述A1在所述 當(dāng)前數(shù)據(jù)的高8位中不同的起始位置所產(chǎn)生的Al位置指示信號(hào)，通過所述 第 一數(shù)據(jù)選擇器選擇直接將所述第二數(shù)據(jù)緩沖器內(nèi)所述前一時(shí)鐘周期數(shù)據(jù)作 為所述SDH字節(jié)數(shù)據(jù)輸出，或?qū)λ龅?一數(shù)據(jù)緩沖器內(nèi)所述當(dāng)前數(shù)據(jù)和所述 第二數(shù)據(jù)緩沖器內(nèi)所述前一時(shí)鐘周期數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)齊移位，拼裝成所述SDH字節(jié)數(shù)據(jù)，通過所述第 一數(shù)據(jù)選擇器選擇輸出。
7、 按照權(quán)利要求5所述的裝置，其特征在于，所述幀頭查找移位模塊 包括第三數(shù)據(jù)緩沖器、第四數(shù)據(jù)緩沖器和第二數(shù)據(jù)選擇器，其中所述幀頭查找移位模塊，在規(guī)定時(shí)間內(nèi)查找緩存在所述第三數(shù)據(jù)緩沖器 內(nèi)的當(dāng)前SDH字節(jié)數(shù)據(jù)和緩存在所述第四數(shù)據(jù)緩沖器內(nèi)的前一時(shí)鐘周期 SDH字節(jié)數(shù)據(jù)中第一個(gè)出現(xiàn)的幀頭字節(jié)A2，根據(jù)查找所述A1A2在所述當(dāng)前SDH字節(jié)數(shù)據(jù)和所述前一時(shí)鐘周期SDH字節(jié)數(shù)據(jù)中的位置產(chǎn)生的A2位 置指示信號(hào)，通過所述第二數(shù)據(jù)選擇器選擇直接將所述當(dāng)前SDH字節(jié)數(shù)據(jù)作 為所述并行Al字節(jié)數(shù)據(jù)流或所述并行A2字節(jié)數(shù)據(jù)輸出，或?qū)λ霎?dāng)前SDH 字節(jié)數(shù)據(jù)和所述前一時(shí)鐘周期SDH字節(jié)數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)齊移位，拼裝成所述并行 Al字節(jié)數(shù)據(jù)或所述并行A2字節(jié)數(shù)據(jù)，通過所述第二數(shù)據(jù)選擇器選4奪輸出。
8、 按照權(quán)利要求5所述的裝置，其特征在于，還包括分別與所述幀頭 查找移位模塊和所述邊界查找對(duì)齊才莫塊連接的幀頭校驗(yàn)?zāi)K，其中所述幀頭查找移位模塊，向所述幀頭校驗(yàn)?zāi)K輸出并行Al字節(jié)數(shù)據(jù)或 并行A2字節(jié)數(shù)據(jù)，同時(shí)輸出幀頭位置指示信號(hào)；所述幀頭校驗(yàn)?zāi)K，用于根據(jù)所述幀頭位置指示信號(hào)，對(duì)輸入在第五數(shù) 據(jù)緩沖器內(nèi)的Al字節(jié)數(shù)據(jù)流或A2字節(jié)數(shù)據(jù)流進(jìn)行行列計(jì)數(shù)，找出所述數(shù)據(jù) 流中部分的或所有的A1、 A2位置，將所述數(shù)據(jù)流每一A1、 A2位置上的數(shù) 據(jù)與期望的A1、 A2字節(jié)數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，比較結(jié)果相同則輸出幀頭定位正確 指示信號(hào)，若連續(xù)多幀均輸出所述幀頭定位正確指示信號(hào)，則確認(rèn)所述幀頭 定位無誤，通過輸出控制器輸出經(jīng)凄t據(jù)4L瞼的Al字節(jié)數(shù)據(jù)流或A2字節(jié)數(shù)據(jù) 流；否則，向所述邊界查找對(duì)齊才莫塊輸出校^r失敗信號(hào)；所述邊界查找對(duì)齊模塊，用于一艮據(jù)所述校驗(yàn)失敗信號(hào)重新進(jìn)行所述數(shù)據(jù) 邊界查找。
9、 按照權(quán)利要求5至8任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于，通過場(chǎng)可編 程門陣歹'J FPGA實(shí)現(xiàn)該裝置。
10、 按照權(quán)利要求5至8任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于，還包括分別 與所述邊界查找對(duì)齊模塊、所述幀頭校驗(yàn)?zāi)K以及所述幀頭校驗(yàn)?zāi)K連接的 控制模塊，用于作為狀態(tài)機(jī)通過邊界查找狀態(tài)、幀頭查找狀態(tài)、數(shù)據(jù)校驗(yàn)狀 態(tài)以及正常狀態(tài)控制所述邊界查找對(duì)齊模塊、所述幀頭校驗(yàn)?zāi)K以及所述幀 頭校驗(yàn)?zāi)K協(xié)調(diào)工作以及所述裝置的輸出。
全文摘要
本發(fā)明披露了一種實(shí)現(xiàn)同步數(shù)字體系幀頭定位的方法及裝置，方法包括對(duì)輸入數(shù)據(jù)流進(jìn)行數(shù)據(jù)邊界查找，找到數(shù)據(jù)邊界字節(jié)A1，并輸出SDH字節(jié)數(shù)據(jù)；在規(guī)定時(shí)間內(nèi)對(duì)SDH字節(jié)數(shù)據(jù)流進(jìn)行幀頭查找，找到幀頭字節(jié)A1A2，并輸出并行A1或A2字節(jié)數(shù)據(jù)；若在規(guī)定時(shí)間內(nèi)找不到A2，則返回重新查找數(shù)據(jù)邊界；最后，對(duì)輸出的并行A1或A2字節(jié)數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)校驗(yàn)。本發(fā)明由于在查找?guī)^字節(jié)A1A2后增加了反饋環(huán)節(jié)和數(shù)據(jù)校驗(yàn)環(huán)節(jié)，故可將找到假幀頭的概率降至最低，從而保證了SDH幀頭定位的準(zhǔn)確率。并且利用FPGA實(shí)現(xiàn)幀頭定位可提供更靈活的功能設(shè)置和更低廉的運(yùn)營成本。
文檔編號(hào)H04J3/06GK101605012SQ20091014229
公開日2009年12月16日 申請(qǐng)日期2009年7月2日 優(yōu)先權(quán)日2009年7月2日
發(fā)明者劉學(xué)斌 申請(qǐng)人:中興通訊股份有限公司南京分公司