專利名稱：幀同步處理裝置及方法
技術領域：
本發(fā)明涉及幀的處理技術，尤其涉及幀同步處理裝置及方法。
背景技術：
在時分復用系統(tǒng)中，數(shù)據(jù)通常以一種復幀結(jié)構(gòu)進行傳輸。復幀由一系列基幀組成，每個基幀包含一個或多個定幀比特，所有基幀的定幀比特共同組成復幀的定幀序列(FAS，F(xiàn)rame Alignment Sequence)。典型的例子是DS1(Data Stream)信號的復幀(SF，Super Frame)和擴展復幀(ESF，ExtendSuper Frame)。DS1 SF包括12個基幀，每個基幀包括193個比特，并且每個基幀的第一個比特為定幀比特，12個定幀比特共同組成定幀序列100011011100；DS1 ESF包括24個基幀，每個基幀包括193個比特，第4、8、12、16、20、24基幀的第一個比特為定幀比特，6個定幀比特共同構(gòu)成定幀序列001011。
接收系統(tǒng)為了準確的從復幀中提取系統(tǒng)所需要的數(shù)據(jù)，就必須與輸入數(shù)據(jù)保持同步，也就是要對復幀進行幀同步處理。由于復幀中含有定幀序列，并且定幀序列中的每個定幀比特在基幀中都具有固定的位置，也因此具有固定的間隔，所以只要在幀同步處理過程中找到定幀序列就可以實現(xiàn)接收端與輸入數(shù)據(jù)的同步，由于定幀比特彼此間隔固定地散布在數(shù)據(jù)流中的各個位置，為了從數(shù)據(jù)流中判斷出定幀比特的位置，需要對所有定幀比特可能出現(xiàn)的位置以及所對應的比特進行存儲。
美國專利6,246,736給出了一種定幀裝置和算法。以DS1 SF為例，該定幀裝置包括三個部分用以記錄已經(jīng)接收比特數(shù)的計數(shù)器cnt1；用以記錄已經(jīng)排除掉的可能的定幀比特位置數(shù)目的計數(shù)器cnt2；大小為4×193的用來存儲可能定幀比特序列的狀態(tài)存儲區(qū)，這是因為DS1 SF復幀包括12個基幀，每個基幀包括193個比特，每個基幀的第一個比特為定幀比特，所以定幀比特的固定間隔為193,12個定幀比特共同組成定幀序列100011011100，并且該算法以4為一個長度單位對DS1 SF幀的FAS序列100011011100按移位順序依次給出12個有效狀態(tài)1000、0001、0011、0110、1101、1011、0111、1110、1100、1001、0010、0100和4個無效狀態(tài)0000、1010、1111、0101。這些有效狀態(tài)和無效狀態(tài)用于判斷所接收的比特是否是定幀比特。在搜幀過程中，狀態(tài)存儲區(qū)接收輸入的DS1數(shù)據(jù)，搜索每個比特并按行存儲，按列判斷。參見圖1，圖1示出該算法在搜幀過程中的存儲及判斷示意圖。輸入數(shù)據(jù)沿著存儲箭頭的方向在狀態(tài)存儲區(qū)內(nèi)按行存儲，并沿著虛線的移位箭頭的方向從上到下依次移位，也就是當接收輸入數(shù)據(jù)時，依次將每行的數(shù)據(jù)向下移位，擠掉最下面一行的數(shù)據(jù)，系統(tǒng)根據(jù)狀態(tài)存儲區(qū)中每一列所接收的比特序列沿著判斷箭頭的方向?qū)磳⒔邮盏谋忍剡M行判斷，例如，如果某一列已經(jīng)存儲了1000，因為按照上述有效狀態(tài)和無效狀態(tài)的約定，下一個有效的定幀比特序列的狀態(tài)是0001，所以如果此時系統(tǒng)在該列上即將接收的比特是0，則判斷此時輸入的是無效狀態(tài)的比特，cnt2增加1，同時排除掉該位置作為定幀比特位置的可能性；如果此時系統(tǒng)在該列上即將接收的比特是1，則判斷是有效的比特序列，記錄該位置并存儲數(shù)據(jù)，然后繼續(xù)對下一個間隔為193的該位置上的比特進行判斷。cnt1對每一個輸入的比特進行計數(shù)，當計數(shù)到6948(36個DS1基幀)時，此時如果cnt2也已經(jīng)計數(shù)到192，也就是狀態(tài)存儲區(qū)只有唯一的一列仍然保存有效的FAS，則認為接收系統(tǒng)與輸入數(shù)據(jù)達到同步，該序列在狀態(tài)存儲區(qū)所處的列號即為定幀比特序列所處的位置。
上述方案需要對輸入的DS1信號的每一個可能比特位置進行搜索，需要較大的存儲空間，在上述方案中就是需要4×193大小的狀態(tài)存儲區(qū)，這種方法在定幀比特間隔較大的復幀結(jié)構(gòu)中，例如在定幀比特每隔772個比特出現(xiàn)一次的DS1 ESF中，所需要的存儲空間更大，如果系統(tǒng)中出現(xiàn)多路DS1信號時，物理實現(xiàn)的成本更高；此外，上述方案提供的算法中，由于網(wǎng)絡傳輸?shù)瘸鲥e，一旦對應的比特位置出現(xiàn)無效定幀比特序列，該位置在這一輪的搜幀過程(對36個DS1基幀進行搜索)中將不再進行搜索判斷，這樣有可能錯過真正的定幀比特，導致不能找到定幀比特序列而需要進行再搜索和再判斷，這無疑會降低搜幀效率，造成系統(tǒng)同步時間過長。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種幀同步處理裝置，對定幀信號之間具有較大間隔的串行數(shù)據(jù)接收系統(tǒng)提供切實有效的搜幀電路和幀同步電路，提高搜幀效率，節(jié)約搜幀時間，同時降低物理實現(xiàn)成本。
本發(fā)明的另一目的在于提供一種幀同步處理方法，利用該方法可以提高搜幀效率、節(jié)約搜幀時間。
為了實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明提供的技術方案如下一種幀同步處理裝置，包括計數(shù)器、存儲單元和邏輯單元，其中計數(shù)器，以定幀比特的固定間隔為模，用于對輸入的具有固定間隔定幀比特信息的串行數(shù)據(jù)進行計數(shù)，根據(jù)存儲單元的大小將數(shù)據(jù)分塊存儲到存儲單元中，同時將數(shù)據(jù)所帶有的位置信息輸出給邏輯單元；存儲單元，用于以預定的格式和大小對計數(shù)器輸入的數(shù)據(jù)進行存儲，并輸出數(shù)據(jù)至邏輯單元；邏輯單元，根據(jù)計數(shù)器輸出的數(shù)據(jù)所帶有的位置信息和輸入數(shù)據(jù)，以塊為單位對存儲單元輸出的數(shù)據(jù)進行判斷，找到并輸出定幀比特序列，同時將結(jié)果存回存儲單元。
所述存儲單元為隨機存儲器RAM。
所述存儲單元為寄存器陣列加復選器的組合。
所述的邏輯單元至少包括狀態(tài)存儲器、級數(shù)寄存器、定幀序列寄存器和判斷模塊，其中狀態(tài)寄存器，用于記錄搜索的幀數(shù)；
級數(shù)寄存器，用于記錄存儲單元存儲的數(shù)據(jù)所處的塊；定幀序列寄存器，用于暫時存儲定幀序列；判斷模塊，用于判斷輸入的數(shù)據(jù)所處的狀態(tài)和塊，并觸發(fā)狀態(tài)寄存器、級數(shù)寄存器和定幀序列寄存器移位。
所述具有固定間隔定幀比特信息的串行數(shù)據(jù)為DS1 ESF數(shù)據(jù)。
一種幀同步處理方法，包括A.以存儲單元的大小為單位，對輸入的具有固定間隔定幀比特信息的串行數(shù)據(jù)進行計數(shù)和分塊存儲；B.判斷所存儲的當前塊的數(shù)據(jù)中是否有定幀比特序列，如果是，輸出定幀比特序列；否則，將下一塊作為當前塊，返回執(zhí)行本步驟。
所述步驟B包括B1.判斷輸入數(shù)據(jù)所處的過程，如果是初始化過程，直接存儲數(shù)據(jù)；如果是幀頭搜索過程，執(zhí)行步驟B2；如果是定幀過程，執(zhí)行步驟B3；B2.判斷輸入數(shù)據(jù)與存儲的數(shù)據(jù)是否處在同一塊中，如果是，將定幀序列移位，將所搜索的幀數(shù)加1，保持所處的塊不變，然后進行存儲，返回執(zhí)行步驟B1；如果不是，執(zhí)行步驟B4；B3.判斷輸入數(shù)據(jù)與存儲的數(shù)據(jù)是否處在同一塊中，如果是，保持所搜索的幀數(shù)不變，保持所處的塊不變，將定幀序列移位，輸出幀頭；如果不是，執(zhí)行步驟B4；B4.判斷定幀序列是否是有效值，如果是，保持定幀序列、所處的塊和所搜索的幀數(shù)不變，然后進行存儲，返回執(zhí)行步驟B1；如果不是，將所搜索的幀數(shù)初始化，所處的塊更新，定幀序列移位，然后進行存儲，返回執(zhí)行步驟B1。
一種幀同步處理裝置，包括搜幀電路和同步電路，其中搜幀電路用于對輸入的具有固定間隔定幀比特信息的串行數(shù)據(jù)進行計數(shù)、分塊存儲和邏輯判斷，找到定幀比特序列，并將搜索到的定幀比特序列輸出至同步電路；同步電路用于對搜幀電路搜索到的定幀比特序列進行比較判斷，確認所述定幀比特序列。
所述搜幀電路包括計數(shù)器、存儲單元和邏輯單元，其中計數(shù)器，以定幀比特的固定間隔為模，用于對輸入的具有固定間隔定幀比特信息的串行數(shù)據(jù)進行計數(shù)，根據(jù)存儲單元的大小將數(shù)據(jù)分塊并存儲到存儲單元中，同時將數(shù)據(jù)所帶有的位置信息輸出給邏輯單元；存儲單元，用于以預定的格式和大小對計數(shù)器輸入的數(shù)據(jù)進行存儲，并輸出數(shù)據(jù)至邏輯單元；邏輯單元，根據(jù)計數(shù)器輸出的數(shù)據(jù)所帶有的位置信息和輸入數(shù)據(jù)，以塊為單位對存儲單元輸出的數(shù)據(jù)進行判斷，找到并輸出定幀比特序列，同時將結(jié)果存回存儲單元。
所述搜幀電路的存儲單元為隨機存儲器RAM。
所述搜幀電路的存儲單元為寄存器陣列加復選器的組合。
所述邏輯單元至少包括狀態(tài)寄存器、級數(shù)寄存器、定幀序列寄存器和判斷模塊，其中狀態(tài)寄存器，用于記錄搜索的幀數(shù)；級數(shù)寄存器，用于記錄存儲單元存儲的數(shù)據(jù)所處的塊；定幀序列寄存器，用于暫時存儲定幀序列；判斷模塊，用于判斷輸入的數(shù)據(jù)所處的狀態(tài)和塊，并觸發(fā)狀態(tài)寄存器、級數(shù)寄存器和定幀序列寄存器移位。
所述同步電路包括寄存器、計數(shù)器、移位寄存器和第一比較器、第二比較器，其中寄存器用于寄存定幀狀態(tài)，并輸出定幀狀態(tài)，與搜幀電路搜索到的定幀比特序列信號經(jīng)過一個與門輸入至計數(shù)器，作為計數(shù)器的復位信號；計數(shù)器以定幀比特的固定間隔為模，用于對每一個有效數(shù)據(jù)進行計數(shù)，計數(shù)器輸出計數(shù)值至第一比較器；第一比較器用于判斷計數(shù)器的輸出值與定幀比特的固定間隔是否相等，一旦相等，比較器輸出同步幀頭信號至移位寄存器和第二比較器；
移位寄存器用于寄存定幀序列，第一比較器輸出的同步幀頭信號觸發(fā)內(nèi)部循環(huán)移位，移位寄存器輸出定幀比特至第二比較器；第二比較器用于判斷輸入數(shù)據(jù)與移位寄存器輸出的定幀比特是否相等，并輸出指示信號。
所述的具有固定間隔定幀比特信息的串行數(shù)據(jù)為DS1 ESF數(shù)據(jù)。
一種幀同步處理方法，包括A.以存儲單元的大小為單位，對輸入的具有固定間隔定幀比特信息的串行數(shù)據(jù)進行計數(shù)和分塊存儲；B.判斷所存儲的當前塊的數(shù)據(jù)中是否有定幀比特序列，如果是，輸出定幀比特序列；否則，將下一塊作為當前塊，返回執(zhí)行本步驟；C.將定幀比特序列的下一位與輸入數(shù)據(jù)進行比較，確認該定幀比特序列。
所述步驟B包括B1.判斷輸入數(shù)據(jù)所處的過程，如果是初始化過程，直接將數(shù)據(jù)存入存儲單元；如果是幀頭搜索過程，執(zhí)行步驟B2；如果是定幀過程，執(zhí)行步驟B3；B2.判斷輸入數(shù)據(jù)與存儲單元存儲的數(shù)據(jù)是否處在同一塊中，如果是，將定幀序列移位，將所搜索的幀數(shù)加1，保持所處的塊不變，然后進行存儲，返回執(zhí)行步驟B1；如果不是，執(zhí)行步驟B4；B3.判斷輸入數(shù)據(jù)與存儲單元存儲的數(shù)據(jù)是否處在同一塊中，如果是，保持所搜索的幀數(shù)不變，保持所處的塊不變，將定幀序列移位，輸出幀頭；如果不是，執(zhí)行步驟B4；B4.判斷定幀序列寄存器存儲的定幀序列是否是有效值，如果是，保持定幀序列、所處的塊和所搜索的幀數(shù)不變，然后進行存儲，返回執(zhí)行步驟B1；如果不是，將所搜索的幀數(shù)初始化，所處的塊更新，定幀序列移位，然后進行存儲，返回執(zhí)行步驟B1。
所述步驟C包括C1.搜幀電路輸出的幀頭信號對同步處理電路的寄存器和計數(shù)器置位；C2.比較計數(shù)器的計數(shù)值與定幀比特的固定間隔是否相等，如果不是，返回執(zhí)行步驟C2；如果是，輸出同步幀頭信號至移位寄存器；C3.比較移位寄存器的輸出與輸入數(shù)據(jù)是否相等，如果是，輸出同步幀頭信號；如果不是，指示信號指示錯誤信息，并且在錯誤超過一定標準時，系統(tǒng)復位，返回步驟C1。
從以上方案可以看出，本發(fā)明所提供的幀同步處理裝置和方法具有以下有益效果1、降低物理實現(xiàn)成本。例如對DS1 ESF而言，將定幀比特的固定間隔772按32大小進行分塊存儲，在搜幀時，一旦出現(xiàn)無效定幀比特，當前存儲的信息就將由間隔772的對應塊中相應位置的信息取代，提高了存儲單元的利用率，而且存儲單元由原來需要存儲772個比特位置信息，降低為只需存儲32個比特位置信息，大大節(jié)約了存儲空間，這在需要同時對多路DS1信號進行同步的系統(tǒng)中尤為明顯，非常有利于大規(guī)模集成電路的實現(xiàn)。以集成28路DS1信號的幀同步系統(tǒng)為例，采用0.18技術IBM SA27Elib設計芯片，表一給出了現(xiàn)有技術和本發(fā)明提供的技術所需耗費的邏輯資源的對比情況。
表一

從表一中可以看到，采用現(xiàn)有技術實現(xiàn)28路DS1信號的幀同步系統(tǒng)所需耗費的資源大約為本發(fā)明提供的技術所耗費資源的13倍。
2、本發(fā)明提供的方案采用搜幀和動態(tài)監(jiān)視相結(jié)合的方法，系統(tǒng)一旦找到幀頭立即進行動態(tài)監(jiān)視和同步，提高了搜幀效率，節(jié)約了搜幀時間。
3、本發(fā)明提供的電路，均為當前大規(guī)模芯片設計中常見的電路，設計簡單并且易于實現(xiàn)。


圖1為現(xiàn)有技術的搜幀示意圖；圖2為本發(fā)明的DS1 ESF搜幀電路原理圖；圖3為本發(fā)明的幀同步電路原理圖；圖4為本發(fā)明的幀同步處理流程圖；圖5為本發(fā)明的搜幀電路中的邏輯運算流程圖。
具體實施例方式
下面結(jié)合附圖及具體實施例對本發(fā)明再作進一步詳細的說明。
本實施例是以DS1 ESF作為輸入數(shù)據(jù)為例對本發(fā)明進行詳細說明的。DS1 ESF復幀包括24個基幀，每個基幀包括193個比特，定幀比特分別出現(xiàn)在第4、8、12、16、20、24基幀的第一個比特位置上，定幀序列為001011，所以定幀比特的固定間隔為4×193＝772個比特，接收系統(tǒng)在達到與輸入數(shù)據(jù)同步之前，可以看作定幀比特有可能出現(xiàn)在772個比特位置中的任何一個位置上，所以772個比特位置中的每個位置都可以看作是候選定幀比特位置，同時間隔為772的兩個位置可以看作是同一個候選定幀比特位置。
DS1 ESF搜幀電路的原理如圖2所示。該DS1 ESF搜幀電路包括計數(shù)器、隨機存儲器RAM和邏輯單元。
因為ESF幀的FAS比特每隔772出現(xiàn)一次，所以計數(shù)器是個模772的計數(shù)器。計數(shù)器對DS1 ESF數(shù)據(jù)流進行計數(shù)，每一個計數(shù)值對應定幀比特可能出現(xiàn)的位置。計數(shù)器通過低5位地址[4:0]輸出比特信號至RAM，通過高5位地址[9:5]輸出數(shù)據(jù)的地址信息至邏輯單元。
RAM是一個數(shù)據(jù)位寬16，深度32的雙口RAM。為了節(jié)省存儲空間，本實施例中按照RAM存儲空間的大小，將DS1 ESF幀的772個可能的定幀比特位置按RAM的大小32分成25塊，第1塊至第24塊各32個候選定幀比特位置，第25塊有4個候選定幀比特位置，這樣RAM每次只需存儲32個比特信號，其每個數(shù)據(jù)的存儲格式如表二所示。
表二RAM中數(shù)據(jù)的存儲格式

其中X15～X11記錄輸入的數(shù)據(jù)處于第幾幀，X10～X6用來指示輸入的數(shù)據(jù)的塊信息，即指示該數(shù)據(jù)處于25塊中的哪一塊，X5～X0則用來暫時寄存定幀序列。由于ESF定幀比特序列按移位順序有001011、010110、101100、011001、110010、100101這樣6個沒有重復的狀態(tài)，因此經(jīng)過邏輯單元判斷符合這些定幀序列狀態(tài)中任何一個狀態(tài)的數(shù)據(jù)可認為是有效定幀序列，即是幀頭。在定幀過程中，如果連續(xù)判斷有n幀都按照移位順序符合上述定幀序列的6個狀態(tài)則認為已經(jīng)找到了幀頭，所以X15～X11可以將整個定幀過程分成3個部分0～5幀是初始化過程，這是因為ESF定幀比特序列有6個沒有重復的狀態(tài)，在這個過程中無法判斷出這些幀中是否存在幀頭，所以只將前6幀的數(shù)據(jù)輸入RAM而不做判斷；6～n-1幀為幀頭搜索過程，在這個過程中，以初始化過程中存入RAM的數(shù)據(jù)為基礎，對6～n-1幀中的每一幀進行判斷，如果發(fā)現(xiàn)RAM中的數(shù)據(jù)不是有效定幀比特，則用下一幀對應塊中對應位置的數(shù)據(jù)進行替換，如此一來就可以實現(xiàn)對每個輸入數(shù)據(jù)進行搜索，卻不必存儲那么多的數(shù)據(jù)；第n幀是定幀過程，如果在第n幀仍然可以判斷輸入的數(shù)據(jù)組成的是定幀序列，則認為找到了幀頭。RAM輸出的數(shù)據(jù)輸入至邏輯單元進行判斷。
邏輯單元至少包括定幀序列寄存器、級數(shù)寄存器、狀態(tài)寄存器和判斷模塊。邏輯單元接收RAM輸出的數(shù)據(jù)、模772的計數(shù)器高5位地址輸出的地址信息和DS1 ESF數(shù)據(jù)流，其中狀態(tài)寄存器對應于RAM中的X15～X11，用于記錄所搜索的數(shù)據(jù)處于DS1 ESF中的第幾幀；級數(shù)寄存器對應于RAM中的X10～X6，用于記錄RAM所存儲的數(shù)據(jù)處于一幀中的第幾塊；定幀序列寄存器對應于RAM中的X5～X0，用于暫時存儲定幀序列；判斷模塊用于將級數(shù)寄存器中存儲的信息和模772計數(shù)器高5位地址輸出的地址信息一起判斷當前接收的數(shù)據(jù)與RAM存儲的數(shù)據(jù)是否處于同一個候選定幀比特位置上，即判斷二者是否間隔772，如果是，定幀序列寄存器依次移位；如果不是，判斷定幀序列寄存器中的定幀序列是否是有效值，在不是有效值的情況下用當前接收的數(shù)據(jù)代替RAM存儲的數(shù)據(jù)，即對定幀序列寄存器更新，同時狀態(tài)寄存器初始化，對下一塊數(shù)據(jù)進行判斷。經(jīng)過邏輯單元處理后的結(jié)果輸入到雙口RAM的相同位置進行存儲，作為下一次判斷的基礎，運算得到的幀頭chkfp可以直接輸出，用以判斷已經(jīng)達到幀同步；也可以輸入到后續(xù)的同步處理電路做進一步的判斷和處理。
經(jīng)過搜幀電路處理后找到的定幀比特序列可能并不意味著此時接收系統(tǒng)已經(jīng)與輸入數(shù)據(jù)同步，為了確保接收系統(tǒng)與輸入數(shù)據(jù)同步，可以對圖2所輸出的幀頭chkfp作進一步的處理，圖3給出了進一步的同步處理電路，該同步處理電路的原理是將該幀頭的下一個有效狀態(tài)與間隔772的輸入數(shù)據(jù)進行比較，以確定間隔772后的數(shù)據(jù)是否還是定幀比特。
圖3所示的同步電路包括寄存器201、模772的計數(shù)器202、移位寄存器203、比較器204和比較器205。
從圖2輸出的幀頭chkfp作為使能信號輸入到寄存器201中，該寄存器用來寄存定幀狀態(tài)，當系統(tǒng)沒有搜索到幀頭時，寄存器201復位為零，一旦幀頭找到，即chkfp有效時，寄存器201置位，寄存器201從定幀狀態(tài)零翻轉(zhuǎn)到定幀狀態(tài)1，啟動同步電路處理找到的幀頭chkfp。在定幀狀態(tài)為1時，對搜幀電路找到的其它幀頭不作處理，相當于屏蔽掉其它幀頭。
寄存器201輸出的定幀狀態(tài)與幀頭chkfp經(jīng)過一個與門輸入到模772的計數(shù)器202的復位鍵上，當寄存器201輸出的定幀狀態(tài)為零且chkfp有效時，模772的計數(shù)器202復位為零，重新開始計數(shù)。計數(shù)器202輸出的計數(shù)值輸入到比較器204中與數(shù)772進行比較，一旦相等，比較器204輸出t1fp同步幀頭信號。
t1fp同步幀頭信號作為使能信號分別輸入到比較器205和移位寄存器203中。移位寄存器203用于寄存定幀序列。在寄存器201輸出的定幀狀態(tài)為零且chkfp有效時移位寄存器203復位，復位值對應當前接收到的定幀比特序列，例如在chkfp有效且chkfp為001011時，移位寄存器203的復位值是001011，而t1fp有效時內(nèi)部循環(huán)移位，移位值對應當前接收到的定幀比特序列的下一個有效狀態(tài)，例如當前接收的chkfp是001011時，t1fp有效時對應的移位值是010110。
在t1fp有效時，移位寄存器203的高位與輸入的數(shù)據(jù)通過比較器205進行比較，此即是比較t1fp經(jīng)過移位后得到的數(shù)據(jù)與經(jīng)過772計數(shù)后的數(shù)據(jù)是否相等，相等時，說明t1fp有效，比較器205輸出定幀比特錯誤信號ferr為0，可以認為已經(jīng)達到幀同步，否則，說明t1fp無效，該幀頭不是真正的有效定幀序列，系統(tǒng)無法同步，所以置1。當錯誤信號ferr置1超過一定標準時，系統(tǒng)給出oof信號，輸入到寄存器201中，對寄存器201復位，該同步處理電路又對圖2搜出的下一個幀頭進行監(jiān)視。這里，一定標準可以是設計同步電路時根據(jù)具體情況預先設定的次數(shù)，例如當錯誤信號ferr置1超過5次時，則認為系統(tǒng)搜索到的幀頭無效，對寄存器201復位。
參見圖4，整個幀同步處理過程包括如下步驟步驟301、模772的計數(shù)器對DS1 ESF數(shù)據(jù)流進行計數(shù)，并將數(shù)據(jù)分塊存入RAM；步驟302、邏輯單元讀取RAM輸出的數(shù)據(jù)X15～X0、計數(shù)器高5位地址[9:5]輸出的數(shù)據(jù)和DS1ESF數(shù)據(jù)，以塊為單位，進行分塊搜索和邏輯運算，找到并輸出幀頭信號chkfp至同步處理電路；步驟303、幀頭信號chkfp對同步處理電路置位；步驟304、判斷計數(shù)器202所計的數(shù)是否是772，如果不是，返回執(zhí)行步驟304；如果是，執(zhí)行步驟305-306；步驟305、輸出同步幀頭信號t1fp，使移位寄存器內(nèi)部循環(huán)移位；步驟306、比較移位寄存器203高位的值與輸入數(shù)據(jù)DS1 ESF是否相等，如果是，定幀比特錯誤信號ferr為0；如果不是，執(zhí)行步驟307；步驟307、定幀比特錯誤信號ferr為1，當1超過一定標準，系統(tǒng)輸出oof信號至寄存器201中，對寄存器201復位，對圖2搜出的下一個幀頭進行監(jiān)視，執(zhí)行步驟303。
參見圖5，搜幀過程的邏輯運算，即步驟302中的分塊搜索和邏輯運算具體包括如下步驟步驟401、輸入數(shù)據(jù)經(jīng)過模772計數(shù)器的計數(shù)輸入到RAM中，邏輯單元讀取RAM的輸出數(shù)據(jù)X15～X0；步驟402、判斷X15～X11的值，如果是0～5，即是初始化過程，則執(zhí)行步驟403；如果是6～n-1，即是幀頭搜索過程，則執(zhí)行步驟406；如果是n，即是定幀過程，則執(zhí)行步驟411；步驟403、在初始化過程中，不對幀頭進行判斷，但由于RAM中只能存儲32個比特信息，所以要對輸入數(shù)據(jù)的塊信息進行判斷，也就是判斷級數(shù)寄存器與模772計數(shù)器的高5位地址[9:5]指示的值是否一致，也即是判斷二者是否指示同一個候選定幀比特位置，如果一致，說明二者是同一個候選定幀比特位置，即二者間隔772，執(zhí)行步驟404；如果不一致，執(zhí)行步驟405；步驟404、二者間隔了772，說明二者處于25塊中的同一塊，那么指示塊信息的級數(shù)寄存器不變，指示搜索幀數(shù)的狀態(tài)寄存器加1，而存儲定幀序列的定幀序列寄存器需要移位以將新輸入的數(shù)據(jù)存儲在其中，這樣的結(jié)果寫回RAM的相同位置，返回步驟402；步驟405、由于二者不處在25塊中的同一塊中，所以暫時不對其余塊的數(shù)據(jù)進行判斷，所以定幀序列寄存器、級數(shù)寄存器和狀態(tài)寄存器保持不變，寫回RAM的相同位置，返回步驟402；步驟406、判斷級數(shù)寄存器與模772計數(shù)器的高5位地址[9:5]指示的值是否一致，如果不一致，執(zhí)行步驟407；如果一致，執(zhí)行步驟410；步驟407、在幀頭搜索過程中，級數(shù)寄存器與模772計數(shù)器的高5位地址[9:5]指示的值不一致，說明輸入數(shù)據(jù)與RAM中的數(shù)據(jù)不在同一塊中，那么需要判斷定幀序列寄存器是否是有效值，如果不是，執(zhí)行步驟408，如果是，步驟409；
步驟408、輸入數(shù)據(jù)與RAM中存儲的數(shù)據(jù)不在同一塊中，定幀序列寄存器中的定幀序列又不是有效值，說明這一塊中沒有有效的定幀序列，需要對下一塊中的數(shù)據(jù)進行判斷，所以將狀態(tài)寄存器初始化，從1開始計數(shù)，并且用模772計數(shù)器的高5位地址[9:5]的值代替級數(shù)寄存器的值，也就是開始判斷下一塊中的數(shù)據(jù)，同時定幀序列寄存器移位，再寫回RAM中，返回步驟402；步驟409、輸入數(shù)據(jù)與RAM中存儲的數(shù)據(jù)不在同一塊中，但是定幀序列寄存器中的定幀序列是有效值，說明這一塊中可能存在有效的定幀序列，所以不用下一塊的數(shù)據(jù)替代這一塊的數(shù)據(jù)，而是將定幀序列寄存器、級數(shù)寄存器和狀態(tài)寄存器保持不變寫回RAM的相同位置，返回步驟402；步驟410、級數(shù)寄存器與模772計數(shù)器的高5位地址[9:5]指示的值一致，說明輸入數(shù)據(jù)與RAM中存儲的數(shù)據(jù)處于同一塊中，所以級數(shù)寄存器不變，定幀序列寄存器移位，狀態(tài)寄存器加1，結(jié)果寫回RAM的相同位置，返回步驟402；步驟411、定幀過程中，判斷級數(shù)寄存器與模772計數(shù)器的高5位地址[9:5]指示的值是否一致，如果不一致，執(zhí)行步驟412；如果一致，執(zhí)行步驟415；步驟412、定幀過程中，如果輸入數(shù)據(jù)與RAM中存儲的數(shù)據(jù)不在同一塊中，則需要判斷定幀序列寄存器是否是有效值，如果不是，執(zhí)行步驟413，如果是，執(zhí)行步驟414；步驟413、在定幀過程中，輸入數(shù)據(jù)與RAM中存儲的數(shù)據(jù)不在同一塊中，而且定幀序列寄存器中存儲的定幀序列也不是有效值，則說明搜索到的定幀序列是無效的，需要重新判斷，所以將狀態(tài)寄存器初始化，從1開始計數(shù)，用模772計數(shù)器的高5位地址[9:5]的值代替級數(shù)寄存器的值，即開始判斷下一塊中的數(shù)據(jù)，并且將定幀序列寄存器移位，再寫回RAM中，返回步驟402；步驟414、在定幀過程中，輸入數(shù)據(jù)與RAM中存儲的數(shù)據(jù)不在同一塊中，但是定幀序列寄存器中存儲的定幀序列是有效值，說明這一塊中的定幀序列有可能是有效的定幀序列，但是由于RAM中存儲的數(shù)據(jù)與輸入數(shù)據(jù)不在同一塊中，所以需要返回繼續(xù)判斷，于是將定幀序列寄存器、級數(shù)寄存器和狀態(tài)寄存器保持不變，寫回RAM的相同位置，返回步驟402；步驟415、在定幀過程中，輸入數(shù)據(jù)與RAM中存儲的數(shù)據(jù)處于同一塊中，則說明此時定幀序列寄存器中存儲的數(shù)據(jù)經(jīng)過上面的搜索和判斷可以認為是有效的定幀序列，所以狀態(tài)寄存器不變，級數(shù)寄存器保持不變，定幀序列寄存器移位，輸出有效的定幀序列，即幀頭。
經(jīng)過以上步驟的邏輯運算和判斷，可以搜索到幀頭，幀頭繼而輸入到幀同步電路中進行動態(tài)監(jiān)視和同步處理，就可以實現(xiàn)接收系統(tǒng)與輸入數(shù)據(jù)的同步。
本實施例中是將DS1 ESF定幀比特的固定間隔772按32的大小分成25塊，以塊為單位進行搜索，如果發(fā)現(xiàn)當前位置不是定幀比特序列，立即被間隔772的同一塊中相同位置的比特信息取代，如果發(fā)現(xiàn)當前塊中都不存在定幀比特，則用下一塊替代，繼續(xù)對下一塊進行類似的搜索直至找到幀頭為止。在具體實現(xiàn)中，也可以采用其它的分塊方式，例如將772按8的大小分成96塊，與之類似的分塊方法，都可以完成搜幀和同步功能，主要是以節(jié)約存儲單元為目的。
本實施例是以DS1 ESF為例進行說明的，而對于其它具有固定間隔的定幀比特信息的串行數(shù)據(jù)接收系統(tǒng)本發(fā)明提供的裝置和方法同樣適用。
另外，本實施例中是采用RAM來存儲定幀比特序列的，此外，還可以采用寄存器陣列加復選器的組合方式實現(xiàn)。
以上所述，僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并非用以限定本發(fā)明的保護范圍。
權(quán)利要求
1.一種幀同步處理裝置，其特征在于，該裝置包括計數(shù)器、存儲單元和邏輯單元，其中計數(shù)器，以定幀比特的固定間隔為模，用于對輸入的具有固定間隔定幀比特信息的串行數(shù)據(jù)進行計數(shù)，根據(jù)存儲單元的大小將數(shù)據(jù)分塊存儲到存儲單元中，同時將數(shù)據(jù)所帶有的位置信息輸出給邏輯單元；存儲單元，用于以預定的格式和大小對計數(shù)器輸入的數(shù)據(jù)進行存儲，并輸出數(shù)據(jù)至邏輯單元；邏輯單元，根據(jù)計數(shù)器輸出的數(shù)據(jù)所帶有的位置信息和輸入數(shù)據(jù)，以塊為單位對存儲單元輸出的數(shù)據(jù)進行判斷，找到并輸出定幀比特序列，同時將結(jié)果存回存儲單元。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于所述存儲單元為隨機存儲器RAM。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于所述存儲單元為寄存器陣列加復選器的組合。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述的邏輯單元至少包括狀態(tài)存儲器、級數(shù)寄存器、定幀序列寄存器和判斷模塊，其中狀態(tài)寄存器，用于記錄搜索的幀數(shù)；級數(shù)寄存器，用于記錄存儲單元存儲的數(shù)據(jù)所處的塊；定幀序列寄存器，用于暫時存儲定幀序列；判斷模塊，用于判斷輸入的數(shù)據(jù)所處的狀態(tài)和塊，并觸發(fā)狀態(tài)寄存器、級數(shù)寄存器和定幀序列寄存器移位。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于所述具有固定間隔定幀比特信息的串行數(shù)據(jù)為DS1 ESF數(shù)據(jù)。
6.一種幀同步處理方法，其特征在于，該方法包括A.以存儲單元的大小為單位，對輸入的具有固定間隔定幀比特信息的串行數(shù)據(jù)進行計數(shù)和分塊存儲；B.判斷所存儲的當前塊的數(shù)據(jù)中是否有定幀比特序列，如果是，輸出定幀比特序列；否則，將下一塊作為當前塊，返回執(zhí)行本步驟。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，所述步驟B包括B1.判斷輸入數(shù)據(jù)所處的過程，如果是初始化過程，直接存儲數(shù)據(jù)；如果是幀頭搜索過程，執(zhí)行步驟B2；如果是定幀過程，執(zhí)行步驟B3；B2.判斷輸入數(shù)據(jù)與存儲的數(shù)據(jù)是否處在同一塊中，如果是，將定幀序列移位，將所搜索的幀數(shù)加1，保持所處的塊不變，然后進行存儲，返回執(zhí)行步驟B1；如果不是，執(zhí)行步驟B4；B3.判斷輸入數(shù)據(jù)與存儲的數(shù)據(jù)是否處在同一塊中，如果是，保持所搜索的幀數(shù)不變，保持所處的塊不變，將定幀序列移位，輸出幀頭；如果不是，執(zhí)行步驟B4；B4.判斷定幀序列是否是有效值，如果是，保持定幀序列、所處的塊和所搜索的幀數(shù)不變，然后進行存儲，返回執(zhí)行步驟B1；如果不是，將所搜索的幀數(shù)初始化，所處的塊更新，定幀序列移位，然后進行存儲，返回執(zhí)行步驟B1。
8.一種幀同步處理裝置，其特征在于，該裝置包括搜幀電路和同步電路，其中搜幀電路用于對輸入的具有固定間隔定幀比特信息的串行數(shù)據(jù)進行計數(shù)、分塊存儲和邏輯判斷，找到定幀比特序列，并將搜索到的定幀比特序列輸出至同步電路；同步電路用于對搜幀電路搜索到的定幀比特序列進行比較判斷，確認所述定幀比特序列。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的裝置，其特征在于，所述搜幀電路包括計數(shù)器、存儲單元和邏輯單元，其中計數(shù)器，以定幀比特的固定間隔為模，用于對輸入的具有固定間隔定幀比特信息的串行數(shù)據(jù)進行計數(shù)，根據(jù)存儲單元的大小將數(shù)據(jù)分塊并存儲到存儲單元中，同時將數(shù)據(jù)所帶有的位置信息輸出給邏輯單元；存儲單元，用于以預定的格式和大小對計數(shù)器輸入的數(shù)據(jù)進行存儲，并輸出數(shù)據(jù)至邏輯單元；邏輯單元，根據(jù)計數(shù)器輸出的數(shù)據(jù)所帶有的位置信息和輸入數(shù)據(jù)，以塊為單位對存儲單元輸出的數(shù)據(jù)進行判斷，找到并輸出定幀比特序列，同時將結(jié)果存回存儲單元。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的裝置，其特征在于所述搜幀電路的存儲單元為隨機存儲器RAM。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的裝置，其特征在于所述搜幀電路的存儲單元為寄存器陣列加復選器的組合。
12.根據(jù)權(quán)利要求9所述的裝置，其特征在于，所述邏輯單元至少包括狀態(tài)寄存器、級數(shù)寄存器、定幀序列寄存器和判斷模塊，其中狀態(tài)寄存器，用于記錄搜索的幀數(shù)；級數(shù)寄存器，用于記錄存儲單元存儲的數(shù)據(jù)所處的塊；定幀序列寄存器，用于暫時存儲定幀序列；判斷模塊，用于判斷輸入的數(shù)據(jù)所處的狀態(tài)和塊，并觸發(fā)狀態(tài)寄存器、級數(shù)寄存器和定幀序列寄存器移位。
13.根據(jù)權(quán)利要求8所述的裝置，其特征在于，所述同步電路包括寄存器、計數(shù)器、移位寄存器和第一比較器、第二比較器，其中寄存器用于寄存定幀狀態(tài)，并輸出定幀狀態(tài)，與搜幀電路搜索到的定幀比特序列信號經(jīng)過一個與門輸入至計數(shù)器，作為計數(shù)器的復位信號；計數(shù)器以定幀比特的固定間隔為模，用于對每一個有效數(shù)據(jù)進行計數(shù)，計數(shù)器輸出計數(shù)值至第一比較器；第一比較器用于判斷計數(shù)器的輸出值與定幀比特的固定間隔是否相等，一旦相等，比較器輸出同步幀頭信號至移位寄存器和第二比較器；移位寄存器用于寄存定幀序列，第一比較器輸出的同步幀頭信號觸發(fā)內(nèi)部循環(huán)移位，移位寄存器輸出定幀比特至第二比較器；第二比較器用于判斷輸入數(shù)據(jù)與移位寄存器輸出的定幀比特是否相等，并輸出指示信號。
14.根據(jù)權(quán)利要求8所述的裝置，其特征在于所述的具有固定間隔定幀比特信息的串行數(shù)據(jù)為DS1 ESF數(shù)據(jù)。
15.一種幀同步處理方法，其特征在于，該方法包括A.以存儲單元的大小為單位，對輸入的具有固定間隔定幀比特信息的串行數(shù)據(jù)進行計數(shù)和分塊存儲；B.判斷所存儲的當前塊的數(shù)據(jù)中是否有定幀比特序列，如果是，輸出定幀比特序列；否則，將下一塊作為當前塊，返回執(zhí)行本步驟；C.將定幀比特序列的下一位與輸入數(shù)據(jù)進行比較，確認該定幀比特序列。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其特征在于所述步驟B包括B1.判斷輸入數(shù)據(jù)所處的過程，如果是初始化過程，直接將數(shù)據(jù)存入存儲單元；如果是幀頭搜索過程，執(zhí)行步驟B2；如果是定幀過程，執(zhí)行步驟B3；B2.判斷輸入數(shù)據(jù)與存儲單元存儲的數(shù)據(jù)是否處在同一塊中，如果是，將定幀序列移位，將所搜索的幀數(shù)加1，保持所處的塊不變，然后進行存儲，返回執(zhí)行步驟B1；如果不是，執(zhí)行步驟B4；B3.判斷輸入數(shù)據(jù)與存儲單元存儲的數(shù)據(jù)是否處在同一塊中，如果是，保持所搜索的幀數(shù)不變，保持所處的塊不變，將定幀序列移位，輸出幀頭；如果不是，執(zhí)行步驟B4；B4.判斷定幀序列寄存器存儲的定幀序列是否是有效值，如果是，保持定幀序列、所處的塊和所搜索的幀數(shù)不變，然后進行存儲，返回執(zhí)行步驟B1；如果不是，將所搜索的幀數(shù)初始化，所處的塊更新，定幀序列移位，然后進行存儲，返回執(zhí)行步驟B1。
17.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其特征在于所述步驟C包括C1.搜幀電路輸出的幀頭信號對同步處理電路的寄存器和計數(shù)器置位；C2.比較計數(shù)器的計數(shù)值與定幀比特的固定間隔是否相等，如果不是，返回執(zhí)行步驟C2；如果是，輸出同步幀頭信號至移位寄存器；C3.比較移位寄存器的輸出與輸入數(shù)據(jù)是否相等，如果是，輸出同步幀頭信號；如果不是，指示信號指示錯誤信息，并且在錯誤超過一定標準時，系統(tǒng)復位，返回步驟C1。
全文摘要
本發(fā)明公開一種幀同步處理裝置，該裝置包括搜幀電路和幀同步電路，搜幀電路包括計數(shù)器、存儲單元和邏輯單元，用于搜索定幀比特序列；幀同步電路包括寄存器、計數(shù)器、移位寄存器和兩個比較器，用于對搜幀電路找到的定幀比特序列進行動態(tài)監(jiān)視和同步處理。本發(fā)明還公開一種幀同步處理方法，該方法包括對具有固定間隔的定幀比特信息的數(shù)據(jù)進行計數(shù)、分塊存儲和邏輯運算，找到定幀比特序列，并對定幀比特序列進行動態(tài)跟蹤和監(jiān)視。本發(fā)明提供的裝置和方法能夠降低物理實現(xiàn)成本，同時提高搜幀效率、節(jié)約搜幀時間。
文檔編號H04J3/06GK1859047SQ20061000156
公開日2006年11月8日 申請日期2006年1月24日 優(yōu)先權(quán)日2006年1月24日
發(fā)明者李偉華 申請人:華為技術有限公司