SDH网络的特点及应用
同步数字序列(synchronous digital hierarchy)是一种全新的传输网体制，自从90年代初出现以来，sdh以其各方面的优越性迅速成为通信网络的骨干网络。目前世界各国大多以sdh作为通信的骨干网络。在我国，干线网络也基本采用了sdh网络。
与原有pdh(plesinchronous digital hiearchy)系统相比，最突出的优点就是具有强大的网络管理能力。在sdh的帧结构的各个层次中，都提供了丰富的开销字节，以实现对不同层次信号的全面管理。
1. sdh系统介绍
清华大学电子工程系自主开发了sdh大规模专用，它包括高阶复用芯片mxh0155-2，实现从vc4信号到stm-1(synchronous transfer module)信号的映射和解映射功能;低阶映射芯片mxl021e1-3，实现21个2.048m的e1信号到vc4信号的映射和解映射。基于这两个芯片，可以实现一个基于双向sdh环路的adm(add/drop multiplexer)站点，实现从stm-1信号中任意分插多个e1信号的功能。
adm系统以两片mxh0155-2和一片mxl021e1-3为核心芯片，包括光收发模块，155m时钟恢复和综合电路，e1信号接口处理，微处理器系统。系统结构模块如图1所示。
在图1中，两个方向的高阶复用器分别由两片mxh0155-2实现，两个方向的数字交叉连接和映射处理器由一片mxl021e1-3实现，中间的接口连接和多路选择由一片fpga实现。
此adm系统中，两片mxh0155-2和一片mxl021e1-3都提供了微处理器接口实现对芯片的配置、管理和监控，需要具有16位地址的8位微处理器。mxh0155-2工作帧频为8khz，微处理器系统需要以8khz时钟频率对其进行一系列管理工作，而mxl021e1-3的工作帧频为2khz，需要以2khz的时钟频率进行管理。mxl021e1-3还可以实现21个e1信号的分插功能，因此在2khz的时钟频率内需要处理两个方向21路信号的管理和监控。同时，此管理系统通过串口实现与计算机的通信，可以通过计算机实现对此adm系统的配置和管理。
2 mcs-51系列ds80c320介绍
单片微型计算机已经被应用到国民生产中的许多方面，例如工业控制、日用家电等等。近年来，随着单片机档次的不断提高，功能的不断完善，其应用也越来越广泛，功能越来越强大，甚至可以实现对复杂系统的管理和控制。
按照以上要求，微处理器需要两个定时中断、一个rs232串口，同时由于需要进行监控的内容较多，需要一个高速微处理器，我们选用了dallas公司的ds80c320做为处理器来实现对此adm系统的管理。
dallas公司的80c320单片机与mcs-51的80c32系列单片机兼容，其突出特点是它的高速性能。外部振荡器可以达到33mhz，一个指令周期仅由四个振荡周期组成，因此其最高指令周期可以达到33/4=8.25mbps。
3 微处理器系统的硬件实现
此微处理器的硬件系统非常简单，是单片机的最小系统，以ds80c320为核心，加上外部程序存储器(eprom27512)、数据存储器(双口ram)、地址锁存器(74ls373)、3-8译码器(74ls138)和rs232电平转换(max233)构成。此微处理器系统作为adm系统的一部分嵌入到系统中，实现的功能包括对三片大规模集成电路的管理，与计算机的通信和数据采集工作。
由于当ds80c320工作到33mhz时钟频率时，对外围器件要求较高，例如eprom要求达到55ns，地址锁存等也需要采用高速f系列的74f373等。因此选用了24.576mhz的振荡器作为外部振荡器，此时可以采用常用外围器件，同时可以实现8khz和2khz中断的严格定时，而且经仿真和实验证明可以保证足够的处理时间要求。
4微处理器系统的软件构成
此系统的软件构成由主程序和三个中断程序组成。主程序完成系统的配置工作。串口中断完成计算机对系统工作模式的修改和系统监控，两个定时中断分别以8khz和2khz的频率对系统进行监控和数据采集。
2khz定时中断的指令较多，约占了2khz频率即500us到2/3的时间左右，为保证8khz定时中断严格的定时关系，8khz定时中断的优先级为1，要高于2khz定时中断优先级，即在2khz定时中断处理程序中，可以嵌套进行8khz定时中断处理。
串口中断程序，即计算机对系统进行配置和监控时，系统的定时中断可以停止，因为在系统正常工作时，无需计算机进行管理。此时一般是系统出了问题，需要人工干预，要求及时反应，所以串口中断的优先级也设置为1。由于单片机内部只有两个中断优先级，此时8khz中断和串口优先级相同，但是串口中断可以得到及时反应。因为当串口工作在19200波特率时，串口发送或接收一个字节的时间也远大于8khz的帧频，同时串口中断程序和计算机程序之间采用了握手控制，保证串口数据交换的正确性。
4.1 主程序
主程序的流程为：
(1)芯片的初始配置，通过查表写入约400个字节的数据;
(2)配置ds80c320，设置计数器(串口波特率定时t1，定时中断t0和t2都工作在重装载模式，保证严格的定时关系)，设置中断优先级，开启计数和中断;
(3)永久等待。
4.2 串口中断处理程序
串口中断处理程序的流程图如图2所示。完成功能如下：
(1)串口接收数据，进入中断处理程序，保存现场;
(2)根据接收数据判断操作类型，若为读写操作，进入步骤(3)，若接收到结束符，进入步骤(4);
(3)进行读写操作;返回步骤(2);
(4)结束中断处理程序，返回。
4.3 8khz中断处理程序(t0定时中断)
(1)进入中断处理程序，保存现场;
(2)查询两片mxh0155-2，根据接收方向的告警信号来控制发送方向的数据，采集接收方向的告警信号写入双口ram;
(3)结束中断处理程序，返回。
4.4 2khz中断处理程序(t2时钟中断)
(1)进入中断处理程序，保存现场，内部2000计数器加1;
(2)查询低阶映射芯片mxl021e1-3，分别查询21路接收方向的告警信号，根据不同的告警信号对发送方向进行控制，采集21路的告警信号进行编码并写入双口ram;
(3)查询2000计数器，当达到2000时，计数器清零，同时对三片集成电路内部的误码秒计数器进行处理，若计数值超出预期值，则给出信号劣化告警;
(4)结束中断处理程序，返回。
通过对此微处理器系统的设计、仿真和实际验证，证明了一个复杂的sdh双向环路的adm站点可以通过简单的微处理器系统实现完全的管理和监控，并为sdh大规模专用集成电路的推广应用奠定了基础
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