基于FPGA的链路层处理芯片S19202的配置

　　1 概述

　　S19202CB130(简称S19202)芯片是一款链路层处理芯片，其具有POS，ATM和直接映射数据三种处理模式。通过软件配置，该芯片可以根据需要工作在三种模式的任何一种模式下。该芯片主要完成将各种链路层数据封装为SDH/SONET帧格式，SDH/SONET格式数据的转接以及从SDH/SONET中提取信息载荷的功能，其支持将ATM信元或IP包封装为一路STS-192，或四路STS-48，或十六路STM-12 全双工SDH/SONET净载荷。该芯片在发送和接收方向提供E1，E2，F1和DCC等开销字段传输的接口APS，提供了一个16位同步微处理器用于配置，控制 和状态监测。该芯片为624脚CBGA封装，采用0.18微米工艺，支持1.8V和2.5V电源。

　　在实际应用中，S19202需要在处理器的控制下进行工作，但是处理器和链路层处理芯片S19202之间没有直接的通道。对链路层处理芯片S19202的配置就是要实现处理器对链路层处理芯片S19202的控制。本文重点要讨论的就是用FPGA对S19202的配置方法。

　　2 配置方法

　　FPGA选用Stratix™ GX系列中的EP1SGX40G。Stratix™ GX 是Altera 系统级可编程芯片系列中的旗舰产品，把复杂的FPGA设计提升到了系统集成的新高度。Stratix™ GX器件具有多达20个全双工收发器通道，每个通道的速率可高达3.125Gbps，满足了高速背板和芯片间通信的需求，融合了业界最快的FPGA体系和高性能的数千兆收发器技术。另外，Stratix™ GX器件具有嵌入均衡电路，每个通道的功耗非常低，具有40英寸的FR4背板驱动能力。Stratix GX器件也提供了具有专用动态相位调整(DPA)电路的源同步差分信号，工作速率可高达1Gbps。

　　EP1SGX40G型号的FPGA具有41,250个逻辑单元(LE)，20个全双工收发器通道，45个全双工源同步通道，RAM总量3Mibt，14个DSP模块;112个嵌入乘法器，8个PLL，芯片封装为1020管脚BGA封装。

　　用FPGA对S19202进行配置的原理图如图1所示。从图中可以看出，FPGA内部由处理器译码模块和S19202配置模块组成。其中处理器译码模块接收处理器信号并产生S19202配置模块所需的控制信号，S19202配置模块产生链路层处理芯片S19202所需的信号。从而实现处理器对链路层处理芯片S19202的控制。

　　图1 配置原理图

　　处理器译码模块中输入的信号有片选信号bcs，读写控制信号brw，16位地址总线abus，反馈信号data_of_s19202reg;其输出信号有S19202写、读和复位信号s19202_wr，s19202_rd和s19202_reset，32位数据总线dbus。

　　FPGA内部的处理器译码电路如图2所示。该模块采用50M时钟，bcs信号与其延时一级的信号相或后和brw延时三级的信号及信号abus相与，产生选择器MUX和锁存器DFF1的使能信号。选择器MUX输出的信号经译码器产生3bit代码(decode(2:0))，代码经两级延迟的信号取非后和其经一级延迟的信号相与，输出信号第0位、第1位和第2位分别为s19202_wr、S19202_rd和S19202_reset。反馈信号data_of_S19202reg经锁存器DFF1产生dbus的低16位信号，高16位置为全零。