DS2156 Utopia II总线与Dallas演示板的连

摘要：本应用笔记介绍怎样实现Dallas Semiconductor DS2156DK开发板的DS2156 Utopia II总线与DK101或DK2000演示母板的连接。

DK101是低成本演示母板，用于评估Dallas Semiconductor电信IC。IC安装在专门设计的可以连接到DK101的子板上。DK101包含一颗微处理器、Flash和基于SRAM的程序存储器、各种振荡器、辅助逻辑，以及用于连接主机的RS-232接口。高性能演示母板(DK2000)含有全面评估Dallas Semiconductor电信子板所需的所有辅助逻辑。DK2000的处理器接口适应各种电信产品，方便进行原型设计和开发。板载MPC8260、64MB RAM、高达1MB的L2-Cache、两块2MB的Flash、快速以太网以及RS-232使得DK2000功能强大，非常灵活。

引言

DS2156具有可配置的TDM和UTOPIA II两种总线接口。UTOPIA II接口具有以下特点：

• 全部或部分DS1/E1，比特率是64kbps的倍数
• 非信道化E1
• 符合ATMwilliam hill官网 对DS1和E1承载ATM的规范
• 标准UTOPIA II到ATM层接口
• 可配置UTOPIA地址
• 物理层接口以下面两种方式之一接收DS1/E1数据流
  • 时钟数据、帧开销指示
  • 数据位置上的跳空时钟
• 环回诊断
• 发送FIFO深度可配置为2、3或者4信元
• 可选单比特HEC误码插入
• 集成可设置信元丢失指示(LCD)和可选中断
• 接收方向FIFO溢出中断

DK101是低成本演示母板，用于评估Dallas Semiconductor通信IC 。IC安装在专门设计的可以连接到DK101的子板上。DK101包含一颗微处理器、Flash和基于SRAM的程序存储器、各种振荡器、辅助逻辑，以及用于连接主机的RS-232接口。处理器运行通用固件，通过主机演示软件对子板进行读写操作。

高性能演示母板(DK2000)含有全面评估Dallas Semiconductor电信子板所需的全部辅助逻辑。DK2000的处理器接口适应各种电信产品，方便进行原型设计和开发。板载MPC8260、64MB RAM、高达1MB的L2-Cache、两块2MB的Flash、快速以太网以及RS-232使得DK2000功能强大，非常灵活。DK2000通过三条50线高密度子板连接器分别为四块子板提供处理器总线接口、TDM和UTOPIA接口。

DS2156 UTOPIA硬件

DS2156提供用户可选的TDM或者UTOPIA背板总线。当UTOPIA II工作时，在发送和接收方向同时出现时钟、同步和数据等基本TDM信号。

在ATM应用中，通过TUSEL引脚选取UTOPIA II总线接口。当TUSEL低电平时，使能TDM总线；当TUSEL高电平时，使能UTOPIA II总线。下面介绍与UTOPIA II总线接口相关的每个引脚。

UR-ADDR0 - UR-ADDR4，接收UTOPIA地址，(输入)：ATM层驱动这5条UTOPIA地址总线，选择相应的UTOPIA端口。RX_UTOP_ADDR4是MSB，RX_UTOP_ADDR0是LSB。

/UR-ENB，接收UTOPIA使能，(输入)：这是ATM层驱动的低电平有效信号，指示将在下一周期结束时采样UR-DATAx和UR-SOC。

UR-SOC，接收UTOPIA信元起始(输出)：当UR-DATAx中含有信元的第一个有效比特，DS2156驱动该高电平有效信号，它只在/UR-ENB\使能之后的周期以及信元传送时有效。

UR-DATA0 - UR-DATA7，接收UTOPIA数据总线(输出)：ATM层选择一个UTOPIA端口进行信元传送之后，DS2156驱动这条数据总线。该总线为三态总线，只在/UR-ENB\使能之后的周期以及信元传送时有效。UR-DATA7是MSB，UR-DATA0是LSB。

UR-CLAV，接收UTOPIA信元可用(输出)：如果被轮询端口可以向ATM层传送一个完整的信元，该高电平有效信号有效。如果UR-ADDRx与任何UTOPIA端口地址都不匹配，该信号通过下文详述的控制线进入三态。UR-CLAV0能够与1CLAV复用实现轮询模式，同时它可实现直接状态模式。

UR-CLK，接收UTOPIA时钟(输入)：接收UTOPIA总线时钟。

UT-ADDR0 - UT-ADDR4，发送UTOPIA地址(输入)：ATM层驱动这条总线，轮询并选择合适的UTOPIA端口。UT-ADDR4是MSB，UT-ADDR0是LSB。

/UT-ENB，发送UTOPIA使能(输入)：在UT-DATAx含有效信元的周期，ATM层输出该低电平有效信号。

UT-SOC，发送UTOPIA信元起始(输入)：在UT-DATAx含有信元的第一个有效字节时，ATM层输出该高电平有效信号。

UT-DATA0 - UT-DATA7，发送UTOPIA数据总线(输入)：ATM层向所选端口之一传送的8Bit实际数据。UT-DATA7是MSB，UT-DATA0是LSB。

UT-CLAV，发送UTOPIA信元可用(输出)：如果DS2156具有足够空间接收来在ATM层的一个完整的信元，DS2156输出该高电平有效信号。如果UT-ADDRx与任何UTOPIA端口地址都不匹配，该信号通过下文详述的控制线进入三态。UT-CLAV0能够与1CLAV复用实现轮询模式，同时它可实现直接状态模式。

UT-2CLAV，发送UTOPIA 2信元可用(输出)：DS2156输出该高电平有效信号，表示发送端可以容纳两个信元。UT-2CLAV0能够与1CLAV复用，端口0可实现直接状态模式。该信号的时序同UT-CLAV相同。该总线不是三态总线。

UT-UTDO，UTOPIA发送数据输出(输出)：进入发送格式器之前的数据。在TCLK上升沿更新。该输出一般连接至TDATA。

UT-CLK，发送UTOPIA时钟(输入)：发送UTOPIA总线时钟。

UTPOIA - 背板接口

DS2156的UTOPIA接口将发送ATM信元按照ATMwilliam hill官网 规范af-phy-0016.000和af-phy-0064.000映射至DS1/E1帧，并以相同的映射方式接收信元。在接收侧，按照ITU-T I.432的信元描述机制确定ATM信元边界。ATM层和系统侧同义，均指DS2156的UTOPIA II接口。

UTPOIA - 发送操作

DS2156与ATM层的接口完全符合ATMwilliam hill官网 的UTOPIA Level 2规范，同时支持直接状态和与1CLAV复用模式。DS2156可以配置使用0到31地址中的一个作为其UTOPIA端口地址，为信元速率适配提供4信元缓冲。

发送FIFO深度可设为2、3或者4信元。当被轮询的端口可以接收信元时，DS2156为该端口产生一个信元可用信号。此外，DS2156可为每个端口输出2信元可用指示。DS2156使用UT-SOC (发送UTOPIA信元起始)检测信元的第一个字节。如果在信元传送期间出现伪UT-SOC，DS2156定位最后的UT-SOC，忽略FIFO中的不完整信元

UTPOIA - 接收操作

DS2156接收接口完全符合ATMwilliam hill官网 的UTOPIA Level 2规范。DS2156可以配置使用地址范围0至7、8至15、16至23以及24至32之一作为UTOPIA端口地址。对于直接状态轮询，地址范围可以是0至3、8至11、16至19和24至27之一。

如果接收FIFO非空，输出信元可用信号。该信号在端口完成信元传送的一个时钟周期之后要根据接收FIFO空满状态进行更新。在这一时钟周期，该端口的信元可用信号处于不可用状态。在同一UTOPIA端口连续传送两个信元之间，DS2156需要至少一个时钟延时来更新内部信元指针。

DS2156DK I/O引脚通过映射与Adtech AX/4000连接

表1列出了如何连接DS2156DK与Adtech AX/4000宽带测试系统来测试DS2156 UTOPIA II总线。

表1. I/O引脚映射与Adtech AX/4000连接

Adtech Tx Pin Numbers	Adtech Tx Pin Names	DS2156DK Pin Names	Adtech Rx Pin Numbers	Adtech Rx Pin Names	DS2156DK Pin Names
1	TXDATA_0	TNEGI	1	RXDATA_0	RLINK
2	TXDATA_1	TCLKI	2	RXDATA_1	RLCLK
3	TXDATA_2	TCLKO	3	RXDATA_2	RPOSI
4	TXDATA_3	TNEGO	4	RXDATA_3	RNEGI
6	TXDATA_4	TPOSO	6	RXDATA_4	RCLKI
7	TXDATA_5	TSER	7	RXDATA_5	RCLKO
8	TXDATA_6	TSIG	8	RXDATA_6	RNEGO
9	TXDATA_7	TSYSCLK	9	RXDATA_7	RPOSO
5,10,20,25,30	GND	GND	5,10,20,40,45	GND	GND
22	TXSOC	UOP0	22	RXSOC	RCHBLK
23	TXADDR0	UOP3	37	RXADDR0	RCHCLK
24	TXADDR1	TCHBLK	38	RXADDR1	RSIGF
26	TXADDR2	TLCLK	39	RXADDR2	RSIG
27	TXADDR3	TLINK	41	RXADDR3	RMSYNC
28	TXADDR4	TPOSI	42	RXADDR4	RFSYNC
29	TXCLAV0	LIUC	43	RXCLAV0	RSER
34	TXENABLE	UOP1	48	RXENB	BPCLK
36	UT_CLK	TSSYNC	49	UR_CLK	TCHCLK

使用DS2156配置UTPOIA II

表2中的寄存器设置DS2156子板为UTOPIA II、单CLAV、PHY端口0为8位模式。DS2156DK的插头J1 (Tx)和插头J2 (Rx)提供UTOPIA II总线连接。

对寄存器进行配置之后，用户需要触发MSTREG.URST位，复位UTOPIA II内核。

表2. UTOPIA II设置，子板CPLD的寄存器设置

Name	Value		Name	Value
SWITCH 1	0x0F		SWITCH 4	0x0F
SWITCH 2	0x03		LEVELS	0x07
SWITCH 3	0x0F

表3的寄存器设置用于配置DS2156为E1工作模式。

表3. UTOPIA II设置，E1配置时的寄存器设置

Name	Value		Name	Value
MSTREG	0x02		LBCR	0x00
E1RCR1	0x68		TAF	0x9B
E1RCR2	0x00		TNAF	0xC0
E1TCR1	0x15		LIC1	0x11
E1TCR2	0x00		LIC2	0x90
CCR1	0x00		LIC3	0x00
CCR4	0x00		LIC4	0x00
IOCR1	0x00
IOCR2	0x00

表4的寄存器设置用于配置DS2156为UTOPIA II。

表4. UTOPIA II设置，UTOPIA II配置时的寄存器设置

Name	Value		Name	Value
U_TCFR	0x01		U_RCR2	0x0
U_tCR1	0x05		U_TIUPB	0x0
U_TCR2	0x00		PCPR	0x22
U_RCFR	0x01		PCDR1-4	0x0
U_RCR1	0x01

UTPOIA II设置：采用Adtech AX/4000设置DS2156DK

当DS2156DK和Adtech AX/4000连接时，可以通过计算机UTOPIA Level II设置接口，运行Adtech AX/4000软件来更改UTOPIA II的配置。

图1显示使用Adtech AX/4000软件配置UTOPIA II时，用户看到的界面。


图1. Adtech AX/4000软件界面

更改UTOPIA II设置时，用户将看到图2所示的界面。


图2. UTOPIA II的Adtech AX/4000软件界面

点击SETUP框，可以从UTOPIA II设置对话框中访问以下功能。图3所示为通用模式。


图3. 通用模式时设置UTOPIA II的Adtech AX/4000软件界面

软件界面中的'Rx Setup'和'Tx Setup'更改接收和发送设置。图4和图5分别显示了接收和发送设置的软件界面。


图4. 接收模式时设置UTOPIA II的Adtech AX/4000软件界面


图5. 发送模式时设置UTOPIA II的Adtech AX/4000软件界面

DK2000

DK2000开发平台提供4MB闪存，分成两块。每一块配置为512k x 32，由4片带插座的Atmel AT49LV040构成，方便拆卸进行外部编程。通过跳线，两个闪存块都可以配置为启动ROM。MPC8260的片选0和片选1控制闪存块。每块的片选分配通过跳线进行配置选择。威廉希尔官方网站 板上有丝印指示FLASH器件同哪一字节通道连接。

为满足调试和开发要求，DK2000平台提供两种调试连接器。连接器P9是由Motorola定义的连接至MPC8260的标准JTAG/COP接口。连接器P20是WindRiver定义的Vision Probe/Vision ICE连接器。

用户软件可以通过Vision ICE端口或者JTAG/COP端口下载至板上SRAM或者FLASH。如果采用了FLASH编程，则建议使用FLASH bank 1，FLASH bank 0含有默认的固件。

MPC8260 I/O引脚映射

MPC8260提供120个I/O引脚，可配置为专用或者通用I/O。DK2000开发平台尽可能开发I/O的功能。

把DS2156DK子板直接插入DK2000的子板连接器就完成了连接。某些子板有两个连接器，有些有三个。第三个连接器可选，用于实现高级功能(UTOPIA总线、POS-PHY总线等)。DK2000同时适用两连接器和三连接器子板，并支持第三连接器的高级功能。注意，子板不支持热插拔，DK2000平台断电后才能连接子板。表5列出了处理器MPC8260在UTOPIA时的管脚配置，以及怎样通过子板连接器进行连接。

表5. UTOPIA的I/O引脚分配

UTOPIA Function	Signal Names on the Processor MPC8260	Pin Numbers on Daughter Card
TXENA	PA31	16
TXCLAV0	PA30	23
TXSOC	PA29	17
RXENA	PA28	42
RXSOC	PA27	43
RXCLAV0	PA26	49
TXD0	PA25	13, 17
TXD1	PA24	14
TXD2	PA23	11
TXD3	PA22	12
TXD4	PA21	9
TXD5	PA20	10
TX6	PA19	7
TXCLAV0	PA30	23
UTOPIA function	Signal names on the MPC8260 processor	Pin numbers on daughter card
TXD7	PA18	8
RXD7	PA17	34
RXD6	PA16	33
RXD5	PA15	36
RXD4	PA14	35
RXD3	PA13	38
RXD2	PA12	37
RXD1	PA11	40
RXD0	PA10	39
TXCLK	PC21	18
RXCLK	PC20	44
TXADDR0	PC15	6
RXADDR0	PC14	32
TXADDR1	PC13	3
RXADDR1	PC12	29
TXADDR2/TXCLAV1	PC7	4, 24
RXADDR2/RXCLAV1	PC6	30, 50
RXADDR3/RXCLAV2	PD29	27, 47
TXADDR4/CLAV3	PD19	2, 22
RXADDR4, RXCLAV3	PA18	28, 28
RXPRTY	PD17	41
TXADDR3/TXCLAV2	PD7	1, 21
TXPRTY	ELPD (generated in logic)	15