现代交换原理实验教程-2013版(6)

（一）发端

可编程逻辑器件CPLD可以将多路低速数据复接成一帧高速数据，复接数据速率为512K/S。复接后的帧结构可自定义，复接后的数据帧如表4-1：

表4-1

帧头 PCM1

帧头：7EH，用于接收端帧同步提取；

PCM1~PCM4：4路电话的PCM编码数据，速率64K/S； 信令：出局端的交换命令，用于收端进行时分交换； 备用：空闲。 （二）收端

可编程逻辑器件CPLD对接收的数据首先进行帧定位，然后取出4路PCM数据和信令，并根椐信令进行时分交换。

（三）CPLD内部实现原理框图，见下图4-4：

同 步 数字中继 PCM2 PCM3 PCM4 信令 备用 备用 发定时、帧头 TP304 TP404 TP504 TP604 收定时 TP305 TP405 TP505 TP605 码速调 整 复接 提取信令 时分交换 分 接 码速恢 复 1P01 1P02 交换信令 图4-4 CPLD内部功能方框图

三、实验步骤

1．在关电的情况下，确认发送增益跳线K301、K401等均设置为1-2相连；交换网络接口插上“时分CPLD”交换模块，保管好其它模块； 2．用铆孔连接线连接1P01、1P02；

3．打开实验箱右侧电源开关，电源指示灯亮，系统开始工作； 4．通过薄膜开关将交换工作方式设置在“时分CPLD”；

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5．以电话A、电话B为例，分别接上电话单机；

6．四路数字电话用户的PCM编码输出测试点，即时分网络输入信号； TP304：电话A的PCM编码输出测试点，同步时隙脉冲测试点TP02； TP404：电话B的PCM编码输出测试点，同步时隙脉冲测试点TP03； TP504：电话C的PCM编码输出测试点，同步时隙脉冲测试点TP04； TP604：电话D的PCM编码输出测试点，同步时隙脉冲测试点TP05； 四路数字电话用户的PCM译码输入测试点，即时分网络输出信号。 TP305：电话A的PCM译码输入测试点，同步时隙脉冲测试点TP02； TP405：电话B的PCM译码输入测试点，同步时隙脉冲测试点TP03； TP505：电话C的PCM译码输入测试点，同步时隙脉冲测试点TP04； TP605：电话D的PCM译码输入测试点，同步时隙脉冲测试点TP05。

7．双踪示波器同时测试TP304、TP405两点或TP305、TP404两点，是否有波形,按键说话时是否有变化；

8．示波器两探头放在TP304、TP405两点上。电话A摘机，拨号49，同时观察示波器，哪个探头能测到波形；

9．两路电话用户间的正常呼叫，两路电话正常通话。此时，按键或说话，同时观察示波器，哪个探头测到的波形，波形是否一样；

10．测试1P01点波形，寻找帧头数据及其它四路PCM编码数据，验证表5-1时隙分配表；

11．更换其它电话呼叫组合，根据步骤6中列出的测量点说明，验证CPLD时分交换网络的工作情况；

12．因用户电话输出PCM编码数率为64K/S，所以一帧中也只能容纳一路PCM数据，所以各路PCM编码输出同步时隙脉冲位置一样。测试数据波形时，注意时隙脉冲与数据的时隙位置对比，数据与数据的对比。

四、思考题

1．筒述CPLD时分交换方式工作原理。

2．筒述进行A、B两路CPLD时分交换操作步骤，并说明主要测量奌的信号波形及特点。

3. 比较CPLD时分交换与MT8980时分交换的区别。

五、实验报告要求

1．结合实验结果，理解帧数据格式并验证表5-1时隙分配表。

2．分析实验中观察的波形，结合时分交换的原理图，回答实验操作步骤中及思考题的相关问题。

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时分交换（DSP）实验

一、实验目的

1．掌握时分交换T型接线器的工作原理； 2．理解时分复用原理；

3．了解DSP缓冲串口TDM的配置和DMA工作方式的使用。

二、实验原理

本节时分交换是采用DSP芯片，通过软件编程实现。由图4-5可知，该实验系统是由4路数字电话用户电路、时分交换网络、交换控制电路、液晶显示和供电系统电路等组成，构成一个程控数字交换机。

时分交换网络主要由数字信号处理芯片（DSP）TMS320VC5402构成，TMS320VC5402有两个缓冲串口，它可以配置成标准E1接口的时分复用方式（TDM），当缓冲串口数据的存取工作在DMA方式时，输入码流的32个时隙（信道）数据能自动顺序保存到指定的数据空间，CPU将顺序输入的32个信道数据根据呼叫交换命令控制输出到输出DMA缓冲区，从而完成时分交换功能。 电话A PCM 时 电话B 分 电话C 复 用 电话D 呼叫交换命令

图4-5 数字时分交换DSP结构示意图

本系统中有四个电话用户，在进行DSP时分交换实验选项时，四个用户各自对应的PCM编码数据输出的标准E1接口上的时隙分别为：电话A用户在4时隙，电话B用户在8

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电话A 3TP02 3TP03 时 分 时分交换网络 TMS320VC5402 TP03 解 复 用 电话D 电话C 电话B PCM 时隙，电话C用户在16时隙，电话D用户在24时隙。本实验系统的DSP缓冲串口0工作于TDM方式，用DMA进行数据收发，缓冲串口的时钟和帧置从动方式。帧脉冲（0时隙TP03），发送码流由BDX0输出（3TP02），接收码流进入BDR0（3TP03）。此时，交换方式应选择“时分DSP”。在实际交换中，接收到的PCM数据流将比发送的PCM数据流延迟一帧时间，测试波形时请注意观察。

第0时隙 电话A 电话B 电话C 电话D

TP06 TP02 TP03 TP04 TP05

发端PCM数据流 收端PCM数据流

图4-6 时分交换中数据搬移示意图

三、实验步骤

1．在关电的情况下，确认发送增益跳线K301、K401等均设置为1-2连；交换网络接口插上“时分DSP”交换模块，保管好其它模块；

2．打开实验箱右侧电源开关，电源指示灯亮，系统开始工作； 3．通过薄膜开关将交换工作方式设置在“时分DSP”进行实验； 4．以电话A、电话B为例，分别接上电话单机；

5．四路数字电话用户的PCM编码输出测试点，即时分网络输入信号；

TP304：电话A的PCM编码输出测试点，同步时隙脉冲测试点TP02； TP404：电话B的PCM编码输出测试点，同步时隙脉冲测试点TP03； TP504：电话C的PCM编码输出测试点，同步时隙脉冲测试点TP04； TP604：电话D的PCM编码输出测试点，同步时隙脉冲测试点TP05； 四路数字电话用户的PCM译码输入测试点，即时分网络输出信号。 TP305：电话A的PCM译码输入测试点，同步时隙脉冲测试点TP02； TP405：电话B的PCM译码输入测试点，同步时隙脉冲测试点TP03； TP505：电话C的PCM译码输入测试点，同步时隙脉冲测试点TP04； TP605：电话D的PCM译码输入测试点，同步时隙脉冲测试点TP05。

注意：现每个PCM收发测试点测得的波形已是时分复用后波形，测量时注意对比各路PCM数据输出的同步时隙脉冲。

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6．双踪示波器同时测试TP304、TP405两点或TP305、TP404两点，是否有波形,按键说话时是否有变化；

7．示波器两探头放在TP304、TP405两点上。电话A摘机，拨号49，同时观察示波器，哪个探头能测到波形；

8．两路电话用户间的正常呼叫，两路电话正常通话。此时，按键或说话，同时观察示波器，哪个探头测到的波形，波形是否一样；

9．更换其它电话呼叫组合，根据步骤5中列出的测量点说明，验证DSP时分交换网络的工作情况；

10．测试波形时，注意时隙脉冲与数据的时隙位置对比，时隙脉冲与时隙脉冲的位置对比，数据与数据的对比。

四、思考题

1．简述DSP时分交换方式原理及实验操作步骤。

2． 记录用示波器观测TP04和3TP02等测量奌的波形，并确认输入码流中4路电话PCM的位置。

3．简述时分交换单元有哪两种基本的控制方式，本实验中选用的是哪种方式。 4．简述对三种时分交换方式实验的体会。 5. 思考实验步骤10中各种情况出现的原因。

五、实验报告要求

1．根据步骤5中列出的测量点说明，验证DSP时分交换网络的工作情况； 2．分析实验中观察的波形，结合时分交换的原理图，回答实验操作步骤中及思考题的相关问题。

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