CUBIT-3的工作原理及其在ATM综合交换设备中的应用王德刚，王 杉，魏急波 (国防科学技术大学，湖南 长沙 410073)
摘 要：介绍ATM交换电路CUBIT-305804的工作原理，结合ATM综合交换设备的具体实现，给出该电路在嵌入式平台下与MPC8260微处理器的接口应用实例，介绍该电路的配置方法和软件驱动流程。
关键词：专用电路；ATM；总线；应用Principle of CUBIT-3 and Its Application in ATM Switch DeviceWang Degang, Wang Shan, Wei Jibo(National University of Defense Technology, Changsha of Hunan 410073,China)
1引言
在ATM交换设备中，各个ATM接入端口板卡和主控板卡间的通信一般通过背板总线进行，传统的总线技术往往因带宽不足而产生数据交换的瓶颈。近年来，CELLBUS共享总线技术在ATM交换设备中得到广泛的应用，通过37线的并行接口标准，采用GTLP电平（1.5V），使信号质量得到较大改善，减小了功率和电磁干扰，最大总线频率达到38MHz，32位的数据带宽超过1Gbit/s，保证高速ATM信元交换的可靠性。CUBIT-3（05804）是为实现ATM业务在CELLBUS总线上的交换功能开发的一种ASIC，可将最多32个CUBIT-3通过背板互连，实现ATM设备的灵活接入。本文简单介绍该电路的特性和原理，提出基于CUBIT-3的ATM交换嵌入式平台的一种解决方案。
2CUBIT-3的工作原理
2.1主要特点和总体结构
CUBIT-3的主要特性有：
1）16或8比特的ATM层或PHY层的UTOPIA接口，ALI25PHY层接口；
2）入口侧信元地址翻译和路由标签的插入；
3）出口侧信元排队按信元类型可有多种队列模式；
4）可编程的OAM信元和RM信元寻路；
5）控制信元可由微处理器接口插入或提取，通过CellBus总线收发；
6）可实时插入GFC字段，可插入FECN(前向拥塞指示)；
7）CellBus总线接入机制；
8）支持单址和多址通信。
如图1所示，CUBIT-3的总体结构分线路侧、交换侧、处理器接口、TRAM接口、SSRAM接口等。其中，线路侧有入口侧（inletside）和出口侧（outletside），与UTOPIA总线连接，接收和发送ATM信元。交换侧完成CELLBUS信元的收发、帧脉冲的形成地址筛选和定时控制等功能。微处理器接口完成对CUBIT-3的复位、初始化、寄存器的读写和收发控制信元的功能。TRAM接口和SSRAM接口外接SRAM，分别用于入口侧ATM信元的地址翻译和出口侧信元的缓存。
2.2线路侧
线路侧实现CUBIT-3与其他ATM层或PHY层电路的ATM通信，采用的是ATM论坛规定的UTOPIA1或UTOPIA2总线接口，速率为155MHz。
在入口侧，CUBIT-3将接收下来的ATM信元先放入FIFO移位寄存器，然后提取ATM信元头的VPI或VPI/VCI信息，到外接的TRAM中查找翻译表中对应的新VPI或VPI/VCI并替换之，同时，加上CELLBUS信元头（CellBusRoutingHeader和Tandem Routing Header），随后送入发送队列等待发送。
在出口侧，由交换侧筛选来的CELLBUS信元被分为三部分：数据信元、控制信元和环回信元。出口侧只处理数据信元，将信元按照初始化的列表信息送到SSRAM中的指定空间，等待发送到UTOPIA总线。
控制信元的插入和提取都是通过微处理器接口，实现ATM交换网络的信令功能。环回信元用于板间测试，发送起始于微处理器接口，接收后直接送回CELLBUS总线。
2.3交换侧
主要实现CELLBUS总线的收发功能。交换侧有一些提供控制功能的接口，可以设置CUBIT-3的总线发送、总线仲裁器（Arbitor）和用户数量等参数。当CUBIT-3被设置为仲裁器时，CELLBUS总线的帧同步脉冲由它来产生。交换侧还完成对接收数据的地址筛选功能，根据接收数据头部信息判断是数据信元还是控制信元、环回信元。筛选后CELLBUS信元头被去掉。
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