發(fā)布時間：2022-10-10 04:59:30
序言：寫作是分享個人見解和探索未知領(lǐng)域的橋梁，我們?yōu)槟x了8篇的接口協(xié)議樣本，期待這些樣本能夠為您提供豐富的參考和啟發(fā)，請盡情閱讀。
關(guān)鍵詞：多路接口； E1； 協(xié)議轉(zhuǎn)換； FPGA
中圖分類號：TN712-34
文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A
文章編號：1004-373X(2011)09-0069-04
Design and Implementation of Protocol Converter for Multiple Interfaces and E1
YU Fa-hong1, LIU Wan2, WANG Zhan-feng2
(1. College of Electronic Technology, PLA Information Engineering University, Zhengzhou 450000, China;
2. Northern Institute of Information Technology, Beijing 100072, China)
Abstract： Since the communication bandwidth is widened increasingly, a design of protocol converter based on FPGA and MPC875 for multiple interfaces and E1 is proposed to solve the problem that the low-speed devices can not be connected to high-speed E1 lines. The hardware functional block diagram and the selection method of major components are provided. The dispatching method of multi-interface data, empty timeslot disposal strategy, FPGA structure design and software design flow are elaborated. Through the realization of protocol conversion for RS 232, RS 449, V.35 and E1, this design is proved to be feasible.
Keywords： multi-interface; E1; protocol convertion; FPGA
0 引 言
隨著計算機(jī)技術(shù)與通信技術(shù)的持續(xù)發(fā)展，人們對高帶寬需求不斷增加，接入DDN(Digital Data Network)網(wǎng)、幀中繼網(wǎng)等高速通信網(wǎng)的應(yīng)用也越來越普遍［1］。E1是我國電信傳輸網(wǎng)一次群使用的傳輸標(biāo)準(zhǔn)，速率是2.048 Mb/s。實現(xiàn)多路接口與E1協(xié)議的相互轉(zhuǎn)換，將可以把多種設(shè)備同時連接至高速的E1線路。本文基于FPGA(Field Programmable Gate Array)、嵌入式微處理器設(shè)計了一個多路接口與E1的協(xié)議轉(zhuǎn)換器，實現(xiàn)RS 232,RS 449,V.35等接口數(shù)據(jù)在E1線路上的高速傳輸。
1 系統(tǒng)原理
1.1 系統(tǒng)描述
多路接口與E1協(xié)議轉(zhuǎn)換示意圖如圖1所示。在發(fā)送端，將多路接口數(shù)據(jù)按照一定順序合并成一路符合E1協(xié)議的數(shù)據(jù)在E1信道上進(jìn)行傳輸，在接收端，將接收到的E1信號再按發(fā)送端順序分成多路接口數(shù)據(jù)。
圖1 多路接口與E1協(xié)議轉(zhuǎn)換示意圖
1.2 多路接口數(shù)據(jù)映射到E1幀的方法
E1是一種典型的時分復(fù)用結(jié)構(gòu)，一個E1時分復(fù)用幀劃分為32個相等的時隙，編號為CH0~CH31，其中時隙CH0用作幀同步用，時隙CH16用來傳送信令。其余的時隙用來傳送有效數(shù)據(jù)［2］。
通過將不同的接口數(shù)據(jù)插入不同的數(shù)據(jù)時隙，把多路接口數(shù)據(jù)編成一個E1數(shù)據(jù)幀，實現(xiàn)多路接口與E1的協(xié)議轉(zhuǎn)換［3］。
將多路接口數(shù)據(jù)映射到E1時隙中，需要根據(jù)每路接口的速率進(jìn)行時隙分配，也就是將E1的一個或多個時隙分配給一路接口使用，分配的時隙速率不小于接口速率(每個時隙的速率相當(dāng)于64 Kb/s)，DTE(Data Terminal Equipment)與DCE(Data Communications Equipment)設(shè)備端時隙分配設(shè)置必須一致。由于協(xié)議轉(zhuǎn)換器沒有自適應(yīng)接口速率的功能，因此時隙的分配通過一個軟件界面由使用者完成。
為了實現(xiàn)對時隙的分配，設(shè)置30個4位的時隙分配寄存器。CPU根據(jù)使用者的時隙分配設(shè)置，生成30個數(shù)據(jù)時隙地址并寫入對應(yīng)時隙分配寄存器。數(shù)據(jù)時隙地址表示的是該數(shù)據(jù)時隙傳送的是哪個接口的數(shù)據(jù)。在發(fā)送端，根據(jù)該地址從相應(yīng)接口讀取數(shù)據(jù)插入對應(yīng)時隙；在接收端，根據(jù)該地址將相應(yīng)時隙數(shù)據(jù)送往對應(yīng)接口。表1為數(shù)據(jù)時隙地址與接口對應(yīng)關(guān)系表，空閑表示該時隙空置沒有使用。
系統(tǒng)將E1時隙分配給多路接口使用，當(dāng)有時隙沒有被分配時，就會產(chǎn)生空時隙。在本設(shè)計中，系統(tǒng)可支配的最小單位是E1時隙，也就是說，系統(tǒng)可以將一個數(shù)據(jù)時隙分配給一路接口使用，也可以將多個數(shù)據(jù)時隙分配給一路接口使用，當(dāng)一路接口數(shù)據(jù)不能完全填滿一個或多個時隙時，將會產(chǎn)生半空時隙。比如一個100 Kb/s的接口，占用兩個時隙，將會產(chǎn)生28 Kb/s的空時隙［4］。
對于沒有使用的空閑時隙，系統(tǒng)可以根據(jù)時隙分配寄存器的值識別空閑時隙。在發(fā)送端，默認(rèn)發(fā)送全“1”數(shù)據(jù)，在接收端，拋棄該無用數(shù)據(jù)；對于一路接口數(shù)據(jù)不能完全填滿一個或多個數(shù)據(jù)時隙產(chǎn)生的半空時隙，采取循環(huán)發(fā)空包的方法來填充半空時隙，空包格式固定為“00001111”。在接收端，檢測到這樣的空包數(shù)據(jù)，丟棄不用。
下面主要實現(xiàn)V.35,RS 449,RS 232三路接口與E1協(xié)議轉(zhuǎn)換的設(shè)計［5-6］。通過三路接口與E1協(xié)議轉(zhuǎn)換的實現(xiàn)，驗證多路接口同時與E1協(xié)議轉(zhuǎn)換的可行性。
1.3 系統(tǒng)硬件原理框圖與模塊功能描述
系統(tǒng)硬件原理框圖如圖2所示，主要由接口芯片、FPGA、CPLD、微處理器構(gòu)成。
圖2 系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)原理圖
LTC1546/LTC1544：多功能接口芯片LTC1546,LTC1544，二者結(jié)合，構(gòu)成全功能的多協(xié)議接口界面，支持RS 232，RS 449，EIA530，EIA530-A,V.35,V.36,X.21協(xié)議，協(xié)議的選擇可完全由軟件進(jìn)行。
MPC875：飛思卡爾MPC875嵌入式CPU，基于POWERPC架構(gòu)，主頻高達(dá)133 MHz，8 KB指令cache，8 KB數(shù)據(jù)cache，總線頻率最高可達(dá)80 MHz。
EP3C25F324C8： Altera公司的CycloneⅢ系列FPGA，性價比高，資源豐富。
EPM7256AETC144-7：Altera公司MAX7000AE系列CPLD，支持多種接口電平。由于LTC1546,LTC1544接口電平為5 V，F(xiàn)PGA不支持這樣的接口電壓，這里使用CPLD作接口電路。
XRT82D20:RXAR公司的E1線路接口芯片，支持單路E1，具有HDB3編碼、時鐘恢復(fù)、線路驅(qū)動等功能，75 Ω或者120 Ω阻抗匹配。
keyboard：4×4鍵盤，用來接收時隙分配設(shè)置輸入。
LED：LED指示燈，共30個，用來指示30個數(shù)據(jù)時隙的使用情況：當(dāng)LED燈點亮?xí)r，表示該時隙已經(jīng)使用；LED燈不亮，表示該時隙為空閑。
2 關(guān)鍵模塊設(shè)計
2.1 與CPU通信FPGA端硬件電路設(shè)計［7］
當(dāng)FPGA與CPU通信時，由于CPU總線特殊的時序關(guān)系，F(xiàn)PGA端須做相應(yīng)的處理才能保證讀寫數(shù)據(jù)的穩(wěn)定性。圖3為MPC875讀數(shù)據(jù)總線時序圖。其中：CS為片選信號，OE為讀信號，A［0:31］為地址信號，D［0:31］為數(shù)據(jù)信號。圖4為MPC875寫數(shù)據(jù)總線時序圖，WE為寫信號，其余信號與讀總線相同。
圖3 MPC875讀數(shù)據(jù)總線時序圖
當(dāng)CPU讀取FPGA中數(shù)據(jù)時，先給出地址信號，然后使能片選CS、讀信號OE，這時如果數(shù)據(jù)總線上有數(shù)據(jù)，CPU讀入數(shù)據(jù)。但MPC875總線頻率高達(dá)80 MHz，為了CPU能穩(wěn)定的讀取到數(shù)據(jù)，這里將片選信號與讀信號相“與”，然后擴(kuò)寬3倍得到總線可用信號，在總線可用信號有效期間，數(shù)據(jù)總線上總有數(shù)據(jù)，這樣，可以保證CPU能穩(wěn)定的讀到數(shù)據(jù)。
圖4 MPC875寫數(shù)據(jù)總線時序圖
當(dāng)CPU寫入數(shù)據(jù)時，CPU先給出地址信號，然后給出片選及寫信號，在寫信號有效期間，CPU穩(wěn)定的給出數(shù)據(jù)。因此，在片選及寫信號有效時，鎖存數(shù)據(jù)總線上的數(shù)據(jù)即可。
2.2 CPLD硬件接口電路設(shè)計
CPLD主要完成V.35,RS 449,RS 232數(shù)據(jù)收發(fā)；keyboard,LED控制；FIFO讀寫等功能。功能框圖如圖5所示。
圖5 CPLD程序功能框圖
CPU通過CPLD對接口芯片進(jìn)行模式選擇。V.35,RS 449為同步平衡接口，常用接口速率為N×64 Kb/s(N=1~32)。時鐘、數(shù)據(jù)信號為兩線平衡傳輸，控制信號為不平衡傳輸。發(fā)送數(shù)據(jù)時，將與之對應(yīng)的時鐘一并輸出。在接收數(shù)據(jù)時，用接口時鐘采樣數(shù)據(jù)。
RS 232為不平衡傳輸。幀格式固定為：1位開始位、8位數(shù)據(jù)位、結(jié)束位。結(jié)束位有三種：1位、1.5位、2位。開始位固定為“0”，停止位固定為“1”。通信雙方在開始通信前必須約定好串行傳輸?shù)膮?shù)(傳輸速度、幀格式)。在發(fā)送端，首先通過分頻產(chǎn)生需要的串行波特率，然后按照幀格式以約定好的速率發(fā)送。在接收端，使用8倍于波特率的時鐘對接收到的信號進(jìn)行過采樣，經(jīng)過濾波后如果為低電平信號，即認(rèn)為是開始位，然后按照約定好的速率接收數(shù)據(jù)。
在接收數(shù)據(jù)時，F(xiàn)IFO讀寫模塊將串行接收數(shù)據(jù)變成8位并行，同時，將與接收數(shù)據(jù)同步的時鐘8分頻，用此時鐘將8位并行數(shù)據(jù)寫入與該接口對應(yīng)的FIFO；在發(fā)送數(shù)據(jù)時，將發(fā)送時鐘8分頻，用此時鐘從與該接口對應(yīng)的FIFO讀取數(shù)據(jù)，同時將8位并行數(shù)據(jù)串行輸出。
keyboard為4×4掃描式矩陣鍵盤，具有16個鍵。由硬件程序自動掃描鍵盤，輸入數(shù)據(jù)觸發(fā)中斷，CPU讀取數(shù)據(jù)。LED輸出由CPU寫入相應(yīng)的顯示寄存器，然后硬件程序?qū)⑾嚓P(guān)信號輸出點亮LED。
2.3 FPGA硬件電路設(shè)計［8-9］
FPGA主要根據(jù)時隙的分配設(shè)置，在時鐘系統(tǒng)的管理控制下，完成E1的編解幀功能。功能框圖如圖6所示。
圖6 FPGA程序功能框圖
CPU根據(jù)設(shè)置向時隙分配寄存器寫入相應(yīng)的數(shù)據(jù)。在發(fā)送數(shù)據(jù)時，E1編解幀模塊根據(jù)時隙分配設(shè)置，從相應(yīng)的FIFO讀取數(shù)據(jù)，寫入該時隙。對于沒有使用的空時隙，按照空時隙處理辦法填入無效數(shù)據(jù)。發(fā)送時鐘為FPGA外接的2.048 MHz時鐘。由于XRT82D20為數(shù)據(jù)差分輸入，因此將編解幀模塊輸出的數(shù)據(jù)TPOS進(jìn)行反向得到TNEG，平衡輸出。TCLK為發(fā)送時鐘［10］。
在接收時，XRT82D20數(shù)據(jù)差分輸入RPOS，RNEG，將兩個信號相減得到輸入數(shù)據(jù)信號，RCLK為時鐘輸入。在輸入時鐘的控制下，E1編解幀模塊將數(shù)據(jù)解幀。同時，根據(jù)時隙分配設(shè)置，將各個時隙的數(shù)據(jù)送入不同的接口FIFO。
3 軟件主程序流程圖
MPC875主要完成接口芯片初始化設(shè)置、時隙分配設(shè)置輸入、狀態(tài)顯示等功能。軟件主程序流程圖如圖7所示。
上電以后，CPU進(jìn)行初始化設(shè)置。延遲1 ms進(jìn)行內(nèi)存地址分配：每個自定義寄存器及I/O均分配一個內(nèi)存地址，CPU操作時讀寫相應(yīng)地址即可；接著進(jìn)行LTC1546/LTC1544模式選擇，將三組接口分別配置為V.35,RS 449,RS 232；然后查詢時隙分配設(shè)置輸入，如果已經(jīng)輸入時隙分配設(shè)置，則讀取時隙設(shè)置數(shù)據(jù)，否則，等待時隙設(shè)置輸入；協(xié)議轉(zhuǎn)換器初始化設(shè)置完畢，每隔100 ms進(jìn)行一次線路運行狀態(tài)告警顯示。
圖7 軟件設(shè)計主流程圖
4 協(xié)議轉(zhuǎn)換器測試
4.1 測試平臺搭建
測試平臺由JDSU ANT-5 SDH接入測試儀，協(xié)議轉(zhuǎn)換器，示意圖如圖8所示。JDSU ANT-5手持型SDH/PDH傳輸分析儀，內(nèi)置所有必要的接口：從T1 Bantam、E1平衡與E1非平衡，到STM-16/OC48光接口；測試速率從1.544 Mb/s~2.5 Gb/s；大屏幕、簡單圖形化界面、中文菜單，易于使用。
圖8 協(xié)議轉(zhuǎn)換器測試平臺示意圖
首先進(jìn)行時隙分配設(shè)置，將1到15時隙分配給V.35接口，17到30時隙分配給RS 449接口，31時隙分配給RS 232接口。由JDSU ANT-5 SDH接入測試儀發(fā)出的2 MHz信號，進(jìn)入?yún)f(xié)議轉(zhuǎn)換器，然后分別將V.35,RS 449,RS 232接口環(huán)回，再將輸出的E1信號接入測試儀，在測試儀中測試環(huán)回信號的各種特性。
4.2 測試結(jié)果
依照上述測試平臺進(jìn)行協(xié)議轉(zhuǎn)換器功能測試，測試結(jié)果顯示，誤碼率為0，說明協(xié)議轉(zhuǎn)換器功能正常。JDSU ANT-5 SDH接入測試儀測試截圖如圖9所示。其中BER為誤碼率。
圖9 SDH接入測試儀測試結(jié)果截圖
5 結(jié) 語
本文提出了一種多路接口與E1的協(xié)議轉(zhuǎn)換設(shè)計方法，并具體介紹了時隙分配及調(diào)度、空時隙處理等技術(shù)難點。通過實現(xiàn)V.35,RS 449,RS 232三路接口與E1的協(xié)議轉(zhuǎn)換，證明該方案是可行的。另外，本設(shè)計具有良好的擴(kuò)展性，可以方便的根據(jù)具體應(yīng)用添加或去除接口，也可以在本設(shè)計的基礎(chǔ)上進(jìn)行二次開發(fā)，完成更多的功能。
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一個好的填充系統(tǒng)是建立在好的接口系統(tǒng)上。設(shè)計或發(fā)明一個好的接口系統(tǒng)，需要借助一些重要的原則或觀念做
引導(dǎo)。我想借一些實驗性的探討與諸位分享這些觀念。
先簡單介紹幾個在開放建筑領(lǐng)域已經(jīng)建立且運用成功的重要觀念。
首先是“轄制原則”（principle of Dominance），這是哈布瑞肯教授（John Habraken）在三十多年前提出
的觀念。一個構(gòu)造物，實體的或非實體的，包含一定的構(gòu)成元素，其中的元素甲之變動會牽動元素乙，而反之不
然，則元素甲屬于上一層級，元素乙屬于下一層級；若元素乙之變動也同樣會牽動元素甲，則二者皆屬于同一層
級。這個原則可以印證在自然的構(gòu)造物，甚至社會關(guān)系的構(gòu)造上。依據(jù)這個原則，可以發(fā)現(xiàn)人造環(huán)境中存在著許
多有趣的“環(huán)境層級”現(xiàn)象，且因文化而變異。例如日本的傳統(tǒng)民居中幾乎沒有“家具”這個層級，而其“隔間”
則如同家具，可以攜帶并重新裝置。
其次，由于環(huán)境層級呈現(xiàn)交錯連續(xù)的包含關(guān)系（指空間）及依附關(guān)系（指實體），因此，屬于上一層級的可
視為“結(jié)構(gòu)體”，而下一層級的便是“填充體”。結(jié)構(gòu)與填充是相對的觀念，例如“隔間”對建筑物而言是填充體，
對家具而言則是結(jié)構(gòu)體。身為結(jié)構(gòu)體，具有轄制能力，相對而言較不易變動。身為填充體，雖然受到轄制，但也
相對而言較易變動，因此享有較多的自由。
第三，一個好的結(jié)構(gòu)體應(yīng)該能容納許多不同的內(nèi)容。如何增廣多樣的填充物，則需要特殊的結(jié)構(gòu)體設(shè)計方法。
第一代的開放建筑研究，例如荷蘭的SAR組織，在這方面已做出了重要的貢獻(xiàn)。另一方面，一個好的填充體系統(tǒng)
應(yīng)該有相當(dāng)?shù)膹椥詰?yīng)變能力來符合使用需求的變化，這正是“長效建筑”的具體意義。
近半世紀(jì)以來，開放建筑在這個課題上已取得了相當(dāng)可觀的成果，但一些新生的挑戰(zhàn)也逐漸浮出。在此我提
出一些新的課題，并以一些實驗性的例子做為初步的響應(yīng)。雖然例子多是針對建筑物的室內(nèi)與家具層級，但所運
用的觀念則是普遍的。
課題一：開放界面。接口是連接雙方的中間體統(tǒng)稱，雖然可以指實物與虛體，但在此只討論實體的接頭（Joint）。
“開放”有兩個涵意需要說明。其一是依附在“開放產(chǎn)業(yè)化”（open industrialization）的目標(biāo)上，就是盡量減
少特定且特殊化的設(shè)計。俗句“一個蘿卜一個坑”式的設(shè)計，由于過于“針對”性，不易產(chǎn)業(yè)化與市場化，如同“手
工藝”，屬于封閉型的產(chǎn)品。另一個含義就是可逆性：界面的兩方可合亦可分。在此，我要提出的是一個新的挑戰(zhàn)：
即構(gòu)造物在變動與重組的過程中盡量減少接頭本身以及接頭雙方構(gòu)件的損耗與破壞。如果因為變動造成大量的損
壞，便稱不上彈性，而是暴力，更造成廢棄污染，當(dāng)然也無法支撐“長效”的價值。就此課題我舉兩個例子。
其一是由我指導(dǎo)的開放接口的理論研究[2] 。就室內(nèi)一般的門、窗、隔間墻、結(jié)構(gòu)墻、結(jié)構(gòu)柱等現(xiàn)行施作法，
進(jìn)行了接頭的開放性能評量（圖1）。總體而言，現(xiàn)行施作是不開放的，不能達(dá)到長效的目的，也十分不“環(huán)保”。
這個研究指出了構(gòu)造上的一些新挑戰(zhàn)。幾乎需要通盤檢討現(xiàn)行的構(gòu)造思維，并且需要長期的研究努力。
另一個例子是以竹子構(gòu)造為對象所發(fā)明的一種新接頭，使其能符合竹子銜接的不同方向、不同數(shù)量、不同粗細(xì)，
而且在拆解時不破壞竹子本身。竹子只是個試探的對象，重點在于了解開放接頭在設(shè)計上的挑戰(zhàn)及其復(fù)雜性（圖2）。
課題二：涵通系統(tǒng)。相對于特定與特殊而言，“涵通”（Generic）意味著概括、普及與通用。如果一個實
體構(gòu)造系統(tǒng)稱得上是涵通的話，它應(yīng)該可以非耗損性地拆解與重組。例如，中國傳統(tǒng)的木構(gòu)造建筑及某些家具都
具有相當(dāng)高程度的涵通性。進(jìn)而言之，一個更高級的涵通構(gòu)造系統(tǒng)應(yīng)不但能拆解重組，還能組合成新的形式，甚
至可以做出另一種物體。另外， “系統(tǒng)”的概念一般是指有限的元素與元素之間有限的構(gòu)成關(guān)系，它的價值常被
誤解成只是為了“大量而一致”的生產(chǎn)效率。然而系統(tǒng)最值得深究的卻應(yīng)當(dāng)是具有“以少量生產(chǎn)多樣”的創(chuàng)造能力。
一致與多樣并非魚與熊掌，在一個好的系統(tǒng)中，是可兼得的。
先介紹一個具有這種涵通效能的家具系統(tǒng)[4] （圖3）。這個實驗是發(fā)明一組構(gòu)件（有限元素）與接頭（有限關(guān)系），
使其能做桌子，也能做椅子，還能做柜子，甚至能做出多樣的桌子、椅子與柜子。同時這個系統(tǒng)也要有“開放性”，
能與市場上的其他系統(tǒng)配合，創(chuàng)造更多的式樣。最后，它還要“友善”，就是用簡單的工具與少量的人力便能完成。
另一個要介紹的實驗是一般住宅的外墻系統(tǒng)[5] （圖4）。外墻是十分重要的填充體，很多時候當(dāng)內(nèi)部隔間變
動時，外墻必須相對地應(yīng)變，否則恐怕連一半的功效都達(dá)不到。由于外墻是內(nèi)外的接口，因此得面對較復(fù)雜的處
境，如何適用于幾乎無窮多的外墻尺寸是最關(guān)鍵的挑戰(zhàn)。如同其他“開放”且“友善”的系統(tǒng)一樣，它的元素必
須是少量的，同時在拆解、重組、變化時容易施作，而且無損耗。這個實驗中的系統(tǒng)目前僅適用于直交形式的外墻。
研究的結(jié)果是以40cm及70cm為基本模數(shù)，可生產(chǎn)出9種面板單元，其組合可以符合所有以10cm為單位的外墻
規(guī)模。另外設(shè)計一組具微調(diào)能力的10cm外框，來收納小于10cm的零碎尺寸。這樣的系統(tǒng)幾乎可以應(yīng)付無窮多
的外墻尺寸，當(dāng)然，外墻填充體與建筑結(jié)構(gòu)體之間的開放接頭還需要進(jìn)一步的雙向式構(gòu)造研究。
課題三：活性系統(tǒng)（live system）?！盎钚浴笔莻€新生的觀念，一方面是指系統(tǒng)中的構(gòu)件可以是任意的形體
與尺寸；另一個用意是將一個構(gòu)造物視為一次構(gòu)件間的“偶遇”，緣起則結(jié)合，緣滅則各自分散，而且是好聚好散。
系統(tǒng)中的每個構(gòu)件與接頭又還原成自主的獨立元素，等待參與另一次的構(gòu)造機(jī)緣?；钚韵到y(tǒng)的實驗緣起于一次我
個人關(guān)于“非開放建筑困境” 的體驗。如同許多購屋者（無論新屋或舊屋）的處境一樣，由于原有空間的形式與
材質(zhì)皆不滿足新主人的需要，不得已而進(jìn)行摧毀性的整建。經(jīng)過無奈而殘暴的拆解過程后，我只保留了前屋主的
許多大小尺寸皆不同的木質(zhì)抽屜，準(zhǔn)備再利用，因此，所面臨的技術(shù)性挑戰(zhàn)是如何設(shè)計一個結(jié)構(gòu)體來涵容許多不
同的填充體（抽屜）。這是典型的開放設(shè)計問題，而其方法早在四十年前即已發(fā)展了。這次，我自找麻煩地又加
了兩項要求使得這些柜子是個“活物”：其一，結(jié)構(gòu)體的元素必須維持涵通的性質(zhì)；其二，開放接頭。我與學(xué)生
們實驗的結(jié)果是以木片與橫桿作為垂直支撐與水平支撐的涵通元素，開放接頭則是C 形鐵夾與鋼索，柜子的結(jié)構(gòu)
體是個開放的接口系統(tǒng)，整合了各種不同尺寸的抽屜（圖5）。
另一個例子是有關(guān)活性系統(tǒng)中的整合接口，并非結(jié)構(gòu)體，而是填充元素[6] 。這個小實驗是發(fā)明一組“木磚”，
其尺寸能配合既有的紅磚與水泥磚，做出各種組合構(gòu)造（圖6）。
雖然所介紹的只是些嘗試性的構(gòu)想，卻緊扣著開放建筑的核心，也發(fā)掘出一些潛藏的觀念與新的課題。另外
值得一提的是這些實驗的共通特點，就是所有的設(shè)計都沒有特定的對象物，因而進(jìn)入了“后設(shè)”設(shè)計（meta-design）
的方法論探討，或許今后可以來分享這方面的研究成果。
最后，我的自我叮嚀是：雖然人類的文明曾經(jīng)創(chuàng)造了許多優(yōu)美動人且有效的人造物品及人造物體系，而在過
去的半個世紀(jì)，開放建筑揭示了接近革命性的主題――如果我們希望能邁向更有智慧的人造環(huán)境，我們幾乎必須
“重想”建筑。
參考文獻(xiàn)
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[4] 黃正宏. 實體系統(tǒng)之涵容性設(shè)計方法試探：以家具系統(tǒng)為例. 臺立成功大學(xué)碩士論文，臺南，1997.
據(jù)悉，雙方為本次品牌戰(zhàn)略合作將投入價值數(shù)億元的資源，不僅包括9.9億瓶可口可樂旗下飲品、近9.9億張易迅現(xiàn)金券、27000臺限量版可口可樂三星訂制版智能手機(jī)，以及活動期間每天超過5萬件低至3折商品，還囊括了海量的騰訊增值服務(wù)商品。
事實上，早在去年9月份，易迅就已與可口可樂開展過淺層次的合作。當(dāng)時，易迅曾聯(lián)合可口可樂推出了下單就送可口可樂圣誕禮花瓶的活動，并取得了很好的口碑。
記者了解到，正是基于上述良好的關(guān)系，本次雙方才決定將合作上升到戰(zhàn)略層面，共同投入資源打造這次持續(xù)90天的“午后暢爽秒殺大獎”的活動。
另一方面，易迅與可口可樂兩大品牌定位的相似性也是原因之一。據(jù)悉，易迅的消費群體大多是愛好3C數(shù)碼產(chǎn)品的年輕男性，物流主打“閃電送”的快節(jié)奏。可口可樂的品牌形象近幾年也日益年輕化，2013年推出的“小蘿莉”等賣萌新裝成功討好了中國年輕一代消費者，因此，兩家公司倡導(dǎo)的這些理念均符合當(dāng)下年輕族群的生活態(tài)度。
“不錯，我就租這了。咱們回去辦手續(xù)吧?！?/p>
“不用王姐，我這隨身帶著呢?！?/p>
說完，中介的小李就把DS-360W和WF-100從包里拿了出來放在王姐面前。
“這是什么呀？”
“這可是我的秘密武器――燮丈便攜式掃描儀和打印機(jī)。有了它，咱就不用回去辦手續(xù)了，您把身份證和資料給我，身份證從這去，資料放在進(jìn)紙器上，手機(jī)和掃描儀通過WiFi連接，再打開手機(jī)上的掃描軟件EPSON DocumentScan，就可以掃描了，您看多快！然后通過手機(jī)與EPSON WF-100打印機(jī)連接，合同這就打出來，您一簽字，今晚您就能住這啦！”
“哎呀，這可太方便啦。要是沒有這個，我再跟你走回去，再辦理手續(xù)。來來回回四十多分鐘?，F(xiàn)在十分鐘就能搞定，真是太方便啦?！?/p>
不僅是房屋中介的小李，越來越多的行業(yè)都開始注重提升工作效率與服務(wù)質(zhì)量。在這種情況下，愛普生推出的DS-360W緊湊型A4饋紙式掃描儀和WF-100便攜式打印機(jī)不僅具有機(jī)身小巧、便于攜帶的優(yōu)勢，而且供電方便、操作便捷、功能強大，能滿足不同行業(yè)移動辦公的需求。特別適合經(jīng)常外出、需要移動辦公的行業(yè)，如電信、金融、公安等用戶。因其能滿足隨時隨地的辦公需求，實現(xiàn)了移動執(zhí)法、移動辦公等的可能，在提升效率的同時，也促進(jìn)了服務(wù)意識的提升。
WiFi連接 各種環(huán)境下掃描覆蓋無死角
出門辦公，不是所有的地方都有網(wǎng)絡(luò)，沒網(wǎng)的地方該怎么辦呢？這一點愛普生早就想到了，新品DS-360W便攜式掃描儀支持多種連接方式，沒有網(wǎng)絡(luò)的地方可以使用移動便攜設(shè)備通過WiFi直接與DS-360W連接。應(yīng)用靈活，使用方便。
用戶可以先在手機(jī)上下載Epson DocumentScan軟件，同時將DS-360W設(shè)置為WiFi AP模式，然后，手機(jī)開啟WiFi功能并輸入DS-360W的無線密鑰。連接完成后，點擊EPSON DocumentScan軟件，搜索并選擇DS-360W，就可以進(jìn)行掃描了。
而在有網(wǎng)的環(huán)境中，先把DS-360W與路由器連接，同時也將手機(jī)與該路由器連接，連接成功后，在手機(jī)上打開Epson DocumentScan軟件，搜索到DS-360W就能掃描了。
卡片掃描 多種供電方式外出辦公享便利
行業(yè)客戶，如金融政府客戶或普通的SOHO/SMB用戶，都會經(jīng)常遇到需要身份證或者卡片掃描件的需求。愛普生DS-360W具備炫酷的吸入式卡片掃描功能，將機(jī)身上的滑動按鈕撥到“卡片（掃描）”位置，然后插入卡片，再通過掃描軟件點擊掃描就可完成卡片掃描了。掃描結(jié)束后，卡片會自動退出到進(jìn)卡位置，分分鐘搞定卡片掃描工作。
多種供電方式：USB、電池供電或電源適配器多種供電方式可靈活選擇，隨時隨地掃描。無論在哪種環(huán)境下，掃描工作都可以順利進(jìn)行，其中在電池模式供電下可掃描大約700頁的文檔。
WF-100移動掃描好搭檔
有了輸入設(shè)備，輸出設(shè)備也是必不可少的。EPSON WF-100便攜式打印機(jī)是DS-360W的移動便攜影像輸出搭檔。
愛普生WF-100便攜式打印機(jī)同樣體積小巧， 支持USB、電池、連接充電寶等多種供電方式，配備的四色全顏料墨水具有很好的防水及耐剮蹭性，打印出的文件字跡清晰、不易暈染，保存持久。WF-100支持無線及無線直連，通過機(jī)身上的1.44英寸彩色液晶操作屏，用戶可對打印機(jī)的墨量、剩余電量等情況清晰掌握。
關(guān)鍵詞：腹腔鏡聯(lián)合TEM 腹部無輔助切口手術(shù)乙狀結(jié)腸
我們最近開展了腹腔鏡聯(lián)合TEM高位直腸癌和乙狀結(jié)腸癌體外根治切除的腹部無輔助切口手術(shù)，手術(shù)的微創(chuàng)和美觀效果俱佳，檢索文獻(xiàn)，我們采取的手術(shù)方式未發(fā)現(xiàn)相同報道。
一、臨床資料：
本組病人男10例，女9例，共19例，年齡43-76歲，平均年齡62歲，其中直腸上段癌9例，乙狀結(jié)腸癌10例。
二、手術(shù)方式：
我們自腸系膜下動脈根部切斷，游離直腸，乙狀結(jié)腸和降結(jié)腸，松結(jié)脾曲，這樣讓左半結(jié)腸處于游離狀態(tài)，于腫瘤下2cm切斷直腸，自插入TEM鏡殼，把直腸，乙狀結(jié)腸和部分降結(jié)腸從經(jīng)由TEM鏡殼脫出至體外，在體外做直腸癌根治性切除：距離腫瘤上緣10cm切斷乙狀結(jié)腸，并一并切除對應(yīng)系膜和淋巴結(jié)，保留的結(jié)腸殘端荷包縫合，放人釘座結(jié)扎牢固后送回腹腔，腹腔內(nèi)用腔內(nèi)閉合器關(guān)閉直腸殘端，行乙狀結(jié)腸(或降結(jié)腸)斷端和直腸吻合，手術(shù)全過程一般不足90分鐘。
三、討論：
1、腹腔鏡聯(lián)合TEM手術(shù)器械做高位直腸癌和乙狀結(jié)腸癌體外根治切除的腹部無輔助切口手術(shù)是我們在實踐中進(jìn)行的探索性手術(shù)方式，這種手術(shù)方式國內(nèi)外尚未見報道，相關(guān)的報道也很少，主要是國外的報道，其方法也被國內(nèi)的北京友誼醫(yī)院參照做了乙狀結(jié)腸癌手術(shù)，其具體方法是：腹腔鏡下游離乙狀結(jié)腸和直腸，在直腸上段切開，經(jīng)送人抵釘座，再于乙狀結(jié)腸和降結(jié)腸處切斷，把釘座送入降結(jié)腸斷端并讓其尖部從腸側(cè)壁穿出，然后用腔內(nèi)閉合器關(guān)閉殘端，把切除的乙狀結(jié)腸利用TEM鏡殼經(jīng)取出，再利用腔內(nèi)閉合器關(guān)閉直腸殘端，經(jīng)插入吻合器，行直腸和降結(jié)腸端側(cè)吻合。這種方式操作比較復(fù)雜，手術(shù)時間較長，同時，直腸和降結(jié)腸端側(cè)吻合后張力也容易較大，不如端端吻合更松弛。
藍(lán)牙（Bluetooth）協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)是由藍(lán)牙特別興趣小組（Bluetooth SIG）的，1999年了Bluetooth 1.0版，2001年2月了Bluetooth1.1版。目前SIG成員已經(jīng)發(fā)展到3000家左右。藍(lán)牙協(xié)議規(guī)定的無線通信標(biāo)準(zhǔn)，基于免申請的2.4GHz的ISM頻段，采用GFSK跳頻技術(shù)和時分雙工（TDD）技術(shù)，通信距離為10米左右，Blue tooth 1.0版標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的數(shù)據(jù)傳輸速率為1Mbps。主要適用于各種短距離的無線設(shè)備互連應(yīng)用場合。可以提供點到點或點到多點的無線連接。
1 基于電纜替代的藍(lán)牙協(xié)議簡析
1.1 藍(lán)牙協(xié)議體系
藍(lán)牙協(xié)議規(guī)范所措述的協(xié)議棧模式如圖1所示。
藍(lán)牙體系結(jié)構(gòu)中的協(xié)議可分為四層：
核心協(xié)議：基帶控制協(xié)議（Baseband）、鏈路管理協(xié)議（LMP）、邏輯鏈路控制應(yīng)用協(xié)議（L2CAP）、服務(wù)發(fā)現(xiàn)協(xié)議（SDP）；
電纜替代協(xié)議：RFCOMM；
電話傳送控制協(xié)議：TCS二進(jìn)制、AT命令集；
可選協(xié)議：PPP、UDP/TCP/IP、OBEX、WAP、vCard、vCal、IrMC、WAE。
在協(xié)議中，規(guī)定了為基帶控制器、LMP、硬件狀態(tài)及控制寄存器提供命令接口的主機(jī)控制器接口（HCI）。在不同的應(yīng)用模式下，HCI所處的位置不同。它可以位于L2CAP的下面，也可以在L2CAP之上。
1.2 電纜替代協(xié)議應(yīng)用模式
基于ETSI標(biāo)準(zhǔn)的TS07.10信令的RFCOMM協(xié)議，提供了一個基于L2CAP協(xié)議之上的串口仿真應(yīng)用模式。藍(lán)牙協(xié)議1.0版中，RFCOMM提供的上層服務(wù)模式主要有三種：對9針RS-232接口仿真模式、空Modem仿真模式和多串口仿真模式。典型的RFCOMM應(yīng)用模式框圖如圖2所示。
1.3 藍(lán)牙嵌入式應(yīng)用模式
僅僅以RFCOMM協(xié)議為基礎(chǔ)，作為串口的電纜替代應(yīng)用，無形中限制了藍(lán)牙設(shè)備的應(yīng)用范圍，降低了藍(lán)牙設(shè)備的應(yīng)用價值。目前計算機(jī)與外部設(shè)備的接口種類繁多，比較常見的有RS-232、RS-485、Parallel Port、CAN總線、SPI總線、I2C總線等。如果要使藍(lán)牙設(shè)備在各種場合發(fā)揮作用，必須使藍(lán)牙設(shè)備具備適合這些應(yīng)用場合的多種接口功能。使用DSP數(shù)字信號處理器作為嵌入式控制器，不僅實現(xiàn)藍(lán)牙物理設(shè)備的初始化、藍(lán)牙高層協(xié)議，而且利用其接口靈活的特點，可以方便地對藍(lán)牙電纜替代協(xié)議進(jìn)行有效擴(kuò)展。具體應(yīng)用模式如圖3所示。
2 系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)
本系統(tǒng)的構(gòu)成在硬件上分為兩個部分，藍(lán)牙基帶和射頻部分采用愛立信（ERICSSON）公司提供的藍(lán)牙模塊ROK101007；嵌入式控制器采用美國TI公司的TMS320VC54X系列的DSP數(shù)字信號處理器。
2.1 ERICSSON藍(lán)牙模塊
ROK101007是根據(jù)藍(lán)牙規(guī)范1.0版（Bluetooth 1.0B Version）而設(shè)計的短距離藍(lán)牙通信模塊，它包括三個主上部分：基帶控制芯片、Flash存儲器和Radio芯片。它工作在2.4GHz～2.5GHz的ISM頻段，支持聲音和數(shù)據(jù)的傳輸，其主上功能參數(shù)有：
Bluetooth 1.0B預(yù)認(rèn)證；
2級RF射頻功率輸出；
提供FCC和ETSI糾錯處理；
最大460 KB/s UART數(shù)據(jù)傳輸速率；
提供UART、USB、PCM、I2C等多種HCI接口；
提供內(nèi)部晶振；
內(nèi)部預(yù)制HCI框架；
點到點、點到多點操作；
嵌入式屏蔽保護(hù)。
ROK101007特別適合計算機(jī)及外圍設(shè)備、手持設(shè)備、端口設(shè)備使用。其內(nèi)含的藍(lán)牙協(xié)議構(gòu)架及內(nèi)部系統(tǒng)框圖如圖4、圖5所示。
2.2 DSP處理器
TMS320C54X是16-bit定點DSP，適合無線通信等實時嵌入式應(yīng)用的需要。C54x使用了改進(jìn)的哈佛結(jié)構(gòu)。CPU具有專用硬件算術(shù)運算邏輯，大量的片內(nèi)存儲器、增強的片內(nèi)外設(shè)以及高度專業(yè)化的指令集，使其具有高度的操作靈活性和運行速度。主要特點如下：
運算速度快：指令周期為25/20/15/12.5/10ns，運算能力為40/50/66/80/100MIPS；
優(yōu)化的CPU結(jié)構(gòu)：內(nèi)含1個40位的算術(shù)運算邏輯單元，2個40位的累加器，2個40位的加法器，1個17×17的硬件乘法器和1個40位的桶形移位器。有4條內(nèi)部總線和2個地址產(chǎn)生器等。先進(jìn)的CPU優(yōu)化結(jié)構(gòu)可以使DSP高效地實現(xiàn)無線通信系統(tǒng)中的各種功能。
低功耗方式：54x系列DSP可以在3.3V或2.7V電壓下工作，而有些DSP內(nèi)核采用1.8V電壓工作以減小功耗。
智能外設(shè)：除了標(biāo)準(zhǔn)的串行口和分時復(fù)用（TDM）串口外，54x還提供了多路緩沖串口（McBSP）和外部處理器通信的HPI并行接口。
2.3 系統(tǒng)構(gòu)成
本系統(tǒng)中，采用單5V電源供電，嵌入式系統(tǒng)控制器與藍(lán)牙模塊之間的HCI接口采用UART方式。硬件構(gòu)成框圖如圖6所示。整個系統(tǒng)分為四個部分：發(fā)射機(jī)、嵌入式控制器、電源管理、接口邏輯。
（1）發(fā)射機(jī)由藍(lán)牙模塊ROK101007和阻抗為50Ω的天線構(gòu)成。初始化階段，模塊接收控制器通過UART發(fā)送的HCI命令，實現(xiàn)藍(lán)牙設(shè)備的復(fù)位、啟動、地址查詢、跳頻算法、自動尋呼等初始化操作，與附近的藍(lán)牙設(shè)備建立可靠的物理鏈路，并對物理鏈路進(jìn)行相應(yīng)的加密。在數(shù)據(jù)傳送階段，接收控制器（HCI驅(qū)動模塊）送來的HCI數(shù)據(jù)包，經(jīng)過模塊中HCI固件（HCI Firmwire）轉(zhuǎn)化為基帶數(shù)據(jù)包并送給基帶協(xié)議層（Baseband）處理，基帶對上層送來的數(shù)據(jù)進(jìn)行解碼，將其變?yōu)榭梢园l(fā)送的位數(shù)據(jù)流，按照設(shè)定的跳頻算法，采用高斯頻移鍵控（GFSK）編碼方式通過天線送出去。接收數(shù)據(jù)時，以相反的過程將接收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼，組合成HCI數(shù)據(jù)包格式并通過UART口送給控制器。具體的收發(fā)執(zhí)行過程可以參考ROK101007數(shù)據(jù)及應(yīng)用手冊以及藍(lán)牙協(xié)議相關(guān)部分。
（2）嵌入式控制器由TI的定點數(shù)字信號處理器TMS320C54x、Flash Memory、SRAM組成，完成對藍(lán)牙模塊的初始化、數(shù)據(jù)傳送、協(xié)議實現(xiàn)等功能。
（3）接口控制邏輯包括應(yīng)用接口和控制接口?？刂平涌跒榭刂破鞯腍PI接口，主要實現(xiàn)系統(tǒng)的在線特殊控制和Flash在線編程數(shù)據(jù)傳送口。HPI控制接口通過DSP的HPI主機(jī)接口實現(xiàn)。應(yīng)用接口包括RS-232/RS-485串行接口邏輯、并行接口邏輯（如IEEE488總線）、SI同步串口邏輯，在不同的嵌入式應(yīng)用中，分別通過不同的接口形式實現(xiàn)本嵌入式系統(tǒng)與主設(shè)備控制器的接口。應(yīng)用接口通過DSP的片內(nèi)外設(shè)（enhanced peripherals）或者通用I/O端口模擬實現(xiàn)。
（4）電源管理。系統(tǒng)通過單5V電源供電，可以簡單地從主設(shè)備接口中獲取電源，無須另加電源器件。電源管理模塊采用TI專用電路，提供兩路電壓輸出，+3.3V工作電壓和+1.8V控制器內(nèi)核工作電壓。
3 系統(tǒng)軟件設(shè)計
關(guān)鍵詞：軟交換；網(wǎng)絡(luò)融合；可編程網(wǎng)絡(luò)；應(yīng)用程序接口
引 言
在傳統(tǒng)的基于TDM的PSTN網(wǎng)絡(luò)中，提供給用戶的各項功能都直接與交換機(jī)有關(guān)，業(yè)務(wù)和控制都是由交換機(jī)完成的。交換機(jī)的功能與其提供的業(yè)務(wù)都需要在每個接點完成，并且采用依靠交換機(jī)和信令來提供業(yè)務(wù)，所以必須在交換機(jī)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和信令標(biāo)準(zhǔn)中對開放的每項業(yè)務(wù)進(jìn)行詳細(xì)規(guī)范。如要增加新業(yè)務(wù)，首先需要修訂標(biāo)準(zhǔn)，再對交換機(jī)進(jìn)行改造，每提供一項新業(yè)務(wù)都需要較長的時期。
為滿足用戶對新業(yè)務(wù)的需求，網(wǎng)絡(luò)中出現(xiàn)了公共的業(yè)務(wù)平臺--智能網(wǎng)。智能網(wǎng)的設(shè)計思想就是把呼叫連接和業(yè)務(wù)提供分開。交換機(jī)完成呼叫連接，而智能網(wǎng)完成業(yè)務(wù)提供，這種方法大大提高了增強業(yè)務(wù)的能力，縮短了新業(yè)務(wù)提供的時間。而這種分離僅僅是第一步，隨著承載的多樣化，必須將呼叫控制和承載連接進(jìn)一步分離，這正是軟交換引入的目的。軟交換在未來網(wǎng)絡(luò)中的位置將被分成接入傳送層、媒體層、控制層和業(yè)務(wù)層，即把控制和業(yè)務(wù)的提供從媒體層中分離出。
1、軟交換技術(shù)
（1）軟交換的概念
軟交換又稱為呼叫AGENT、呼叫服務(wù)器或媒體網(wǎng)關(guān)控制。其最基本的特點和最重要的貢獻(xiàn)就是把呼叫控制功能從媒體網(wǎng)關(guān)中分離出來，通過服務(wù)器或網(wǎng)元上的軟件實現(xiàn)基本呼叫控制功能，包括呼叫選路、管理控制、連接控制（建立會話、拆除會話）、信令互通（如從7號信令到IP信令）等。這種分離為控制、交換和軟件可編程功能建立分離的平面，使業(yè)務(wù)提供者可以自由地將傳輸業(yè)務(wù)與控制協(xié)議結(jié)合起來，實現(xiàn)業(yè)務(wù)轉(zhuǎn)移。這一分離同時意味著呼叫控制和媒體網(wǎng)關(guān)之間的開放和標(biāo)準(zhǔn)化，為網(wǎng)絡(luò)走向開放和可編程創(chuàng)造了條件和基礎(chǔ)。
（2）軟交換的主要功能
軟交換作為新、舊網(wǎng)絡(luò)融合和關(guān)鍵設(shè)備，必須具有以下功能：
1）媒體網(wǎng)關(guān)接入功能
該功能可以認(rèn)為是一種適配功能。它可以連接各種媒體網(wǎng)關(guān)，如PSTN/ISDN的IP中繼媒體網(wǎng)關(guān)、ATM媒體網(wǎng)關(guān)、用戶媒體網(wǎng)關(guān)、無線媒體網(wǎng)關(guān)、數(shù)據(jù)媒體網(wǎng)關(guān)等，完成H.248協(xié)議功能。同時還可以直接與H.323終端和SIP客戶端終端進(jìn)行連接，提供相應(yīng)業(yè)務(wù)。
2）呼叫控制功能
呼叫控制功能是軟交換的重要功能之一。它完成基本呼叫的建立、維持和釋放，所提供的控制功能包括呼叫處理、連接控制、智能呼叫觸發(fā)檢出和資源控制等。
3）業(yè)務(wù)提供功能
由于軟交換在網(wǎng)絡(luò)從電路交換向分組交換演進(jìn)的過程中起著十分重要的作用，因此軟交換應(yīng)能夠支持PSTN/ISDN交換機(jī)提供的全部業(yè)務(wù)，包括基本業(yè)務(wù)和補充業(yè)務(wù)；同時還應(yīng)該可以與現(xiàn)有智能網(wǎng)配合，提供現(xiàn)有智能網(wǎng)提供的業(yè)務(wù)。
4）互聯(lián)互通功能
目前，存在兩種比較流行的IP電話體系結(jié)構(gòu)，一種是ITU-T制定的H.323協(xié)議，另一種是IETF制定的SIP協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)，兩者是并列的、不可兼容的體系結(jié)構(gòu)，均可以完成呼叫建立、釋放、補充業(yè)務(wù)、能力交換等功能。軟交換可以支持多種協(xié)議，當(dāng)然也可以同時支持這兩種協(xié)議。
2、基于軟交換的增強的業(yè)務(wù)框架及其接口協(xié)議
（1）基于軟交換的增值業(yè)務(wù)框架結(jié)構(gòu)
軟交換的引入形成了增強的業(yè)務(wù)框架，其中應(yīng)用服務(wù)器完成增值業(yè)務(wù)的執(zhí)行和管理，提供增值業(yè)務(wù)的開發(fā)平臺，并處理與軟交換間的接口信令；媒體服務(wù)器（Media Server）提供特殊業(yè)務(wù)（如IVR、會議和傳真）的資源平臺，處理與媒體網(wǎng)關(guān)間的承載接口。
（2）軟交換體系結(jié)構(gòu)的接口和采用的通信協(xié)議
軟交換作為一個開放的實體，與外部的接口必須采用開放的協(xié)議。各種接口及其使用的協(xié)議如下：
1）媒體網(wǎng)關(guān)和軟交換間的接口。用于傳遞軟交換和媒體網(wǎng)關(guān)間的信令信息。此接口可使用信令控制傳輸協(xié)議（SCTP）或其他類似的協(xié)議。
2）軟交換間的接口。實現(xiàn)不同軟交換間的交互。此接口可以使用會話發(fā)起協(xié)議SIP-T或BICC（承載無關(guān)的呼叫控制）協(xié)議。
3）軟交換與應(yīng)用/業(yè)務(wù)之間的接口協(xié)議。提供訪問各種數(shù)據(jù)庫、三方應(yīng)用平臺、各種功能服務(wù)器等的接口，實現(xiàn)對增值業(yè)務(wù)、管理業(yè)務(wù)和三方應(yīng)用的支持。
如：a、軟交換與應(yīng)用服務(wù)器間的接口，可以使用SIP協(xié)議或API（如Parlay），提供對三方應(yīng)用和各種增值業(yè)務(wù)的支持功能；b、軟交換與策略服務(wù)器間的接口，可使用COPS協(xié)議，實現(xiàn)對網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的工作進(jìn)行動態(tài)干預(yù)；c、軟交換與網(wǎng)管中心間的接口，可使用SNMP協(xié)議，實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)管理；
3、基于軟交換技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)
軟交換是下一代網(wǎng)絡(luò)的核心設(shè)備之一，各運營商在組建基于軟交換技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)時，必須考慮到與其它各種網(wǎng)絡(luò)的互通。在下一代網(wǎng)絡(luò)中，應(yīng)有一個較統(tǒng)一的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。軟交換位于網(wǎng)絡(luò)控制層，較好地實現(xiàn)了基于分組網(wǎng)利用程控軟件提供呼叫控制功能和媒體處理相分離的功能。軟交換與應(yīng)用/業(yè)務(wù)層之間的接口提供訪問各種數(shù)據(jù)庫、三方應(yīng)用平臺、功能服務(wù)器等接口，實現(xiàn)對增值業(yè)務(wù)、管理業(yè)務(wù)和三方應(yīng)用的支持。其中：軟交換與應(yīng)用服務(wù)器間的接口可采用SIP、API，如Parlay，提供對三方應(yīng)用和增值業(yè)務(wù)的支持；軟交換與策略服務(wù)器間的接口對網(wǎng)絡(luò)設(shè)備工作進(jìn)行動態(tài)干預(yù)，可采用COPS協(xié)議；軟交換與網(wǎng)關(guān)中心間的接口實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)管理，采用SNMP；軟交換與智能網(wǎng)SCP之間的接口實現(xiàn)對現(xiàn)有智能網(wǎng)業(yè)務(wù)的支持，采用INAP協(xié)議。
4、總結(jié)
軟交換將是下一代網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵性技術(shù)，可以對PSTN向分組網(wǎng)絡(luò)的過渡提供無縫連接。在電力通信網(wǎng)、電話網(wǎng)等多種專業(yè)網(wǎng)都很有應(yīng)用前途，將為網(wǎng)絡(luò)的演進(jìn)作出巨大貢獻(xiàn)。軟交換的出現(xiàn)，在網(wǎng)絡(luò)開放性和可編程方面邁出了第一步，代表了網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的方向。但軟交換只是網(wǎng)絡(luò)革命的前奏，還有很多的問題需要進(jìn)一步探討。
參考文獻(xiàn)：
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[2] 羅國慶等編著.軟交換的工程實現(xiàn) [M].人民電郵出版社.2011.
摘要:采用FPGA技術(shù),在ALTERA公司的FLEX6000系列芯片上實現(xiàn)了從設(shè)備模式PCI總線的簡化協(xié)議,并給出了Windows9x系統(tǒng)下的虛擬設(shè)備驅(qū)動程序,提供了與應(yīng)用程序的接口。實現(xiàn)結(jié)果表明:該設(shè)備結(jié)構(gòu)靈活,功能可靠,有利于與其它模塊實現(xiàn)單片集成應(yīng)用。本系統(tǒng)已應(yīng)用在數(shù)據(jù)采集和處理、圖像處理等方面。
關(guān)鍵詞:PCI總線協(xié)議 現(xiàn)場可編程門陣列 虛擬設(shè)備驅(qū)動
目前,許多公司都提出了新型的計算機(jī)高速總線,如Arapahoe總線標(biāo)準(zhǔn)和HyperTransport技術(shù),但各協(xié)議互不兼容,沒有形成統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)。作為傳統(tǒng)的通用局部總線,PCI總線仍然占據(jù)著主流個人電腦市場,具有頑強的生命力。
現(xiàn)在市面上存在著各種PCI接口芯片,如AMCC公司的S5933,PLX的9080系列等。專用芯片可以實現(xiàn)完整的PCI主設(shè)備與從設(shè)備模式的接口功能,將復(fù)雜的PCI總線接口轉(zhuǎn)化相對簡單的用戶接口,但系統(tǒng)結(jié)構(gòu)受接口芯片的限制,不能靈活地設(shè)計目標(biāo)系統(tǒng),且成本較高。本文使用符合PCI電氣特性的FPGA芯片進(jìn)行簡化的PCI接口邏輯設(shè)計,實現(xiàn)了33MHz、32位數(shù)據(jù)寬度的PCI從設(shè)備模塊的接口功能,節(jié)約了系統(tǒng)的邏輯資源,且可以將其它用戶邏輯集成在同一塊芯片,降低了成本,增加了設(shè)計的靈活性。另外,還給出了Windows9x系統(tǒng)下的設(shè)備驅(qū)動程序,可以與應(yīng)用程序接口,形成一個完整的系統(tǒng)。目前,本系統(tǒng)已經(jīng)被印染企業(yè)應(yīng)用在數(shù)據(jù)采集和處理等方面。
1 系統(tǒng)構(gòu)成與功能描述
系統(tǒng)的總體框圖如圖1所示。
由圖1可見,系統(tǒng)的硬件平臺為一塊PCI卡。此卡的結(jié)構(gòu)十分簡潔,主要由FPGA芯片、RAM芯片和輸出接口三部分組成。其中,FPGA芯片集成了PCI接口模塊和數(shù)據(jù)處理模塊。PCI接口模塊實現(xiàn)了33MHz工作時鐘、32位總線寬度的接口功能,支持I/O空間、內(nèi)存空間及配置空間的讀寫和PCI中斷功能。由于簡化的PCI接口占用的邏輯資源較少,可在同一塊芯片中集成其他用戶邏輯。作為一個應(yīng)用實例,本文加入了一個數(shù)據(jù)處理模塊,對PCI接口傳送來的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理,通過片外的輸出接口輸出到下位機(jī)。RAM芯片為數(shù)據(jù)處理提供緩存功能。
2 從設(shè)備模式下的簡化PCI協(xié)議的實現(xiàn)
為了實現(xiàn)PCI接口的基本功能,必須完成以下幾個模塊:
(1)PCI配置空間設(shè)置。PCI協(xié)議支持三種地址空間:I/O空間、內(nèi)存空間和配置空間。配置空間提供了支持PCI設(shè)備自動配置的機(jī)制,是必需的。
(2)PCI從設(shè)備狀態(tài)機(jī)。PCI總線狀態(tài)機(jī)是具有PCI總線的計算機(jī)系統(tǒng)狀態(tài)流,是由一個已知狀態(tài)到另一個狀態(tài)的條件、時序的描述。這是PCI接口設(shè)計中最基本也是最重要的部分。
(3)地址譯碼和命令譯碼。地址譯碼用來確定PCI設(shè)備是否應(yīng)當(dāng)響應(yīng)當(dāng)前總線的操作;命令譯碼則用來指示PCI設(shè)備根據(jù)不同的總線命令作出相應(yīng)的動作。
本文采用ALTERA公司的Max+PlusII軟件平臺,硬件描述語言使用ALTERA HDL語言,也可以方便地轉(zhuǎn)換民VHDL或VerilogHDL語言。在此之前,先引入PCI總線信號的定義。
2.1 總線信號定義
根據(jù)PCI總線協(xié)議2.2版,從設(shè)備模式下PCI接口至少包含47根引腳。圖2給出了按功能劃分的引腳分布,左邊是必需引腳。右邊是可選引腳。為簡化起見,本文采用了如下引腳,其他引腳均不使能或置為高阻態(tài)。
(1)由系統(tǒng)提供的33MHz的同步時鐘信號CLK和復(fù)位信號RST#(#表示低電平有效);
(2)關(guān)于數(shù)據(jù)傳輸?shù)暮诵男盘?32位地址/數(shù)據(jù)復(fù)用線AD[31:0]、總線命令/字節(jié)使能復(fù)用線C/BE[3:0]#和偶校驗信號PAR;
(3)接口控制信號FRAME#、TRDY#、IRDY#、STOP#、DEVSEL#和IDSEL。其中,FRAME#為數(shù)據(jù)傳輸起止信號,TRDY#為主設(shè)備準(zhǔn)備好信號,IRDY#為從設(shè)備準(zhǔn)備好信號,STOP#為從設(shè)備停止請求信號,DEVSEL#為設(shè)備選擇信號,IDSEL為配置空間讀寫時的片選信號;