基于80C188微处理器和耦合模式实现ISA卡的ISDN接口的软硬件设计
1、 系统设计考虑
计算机的普及及促进了远程通信的发展。然而1m字节大小的文件经过目前最快的v.34modem传输所需的时间是isdn的6倍，所以研制基于isdn的pc-wan通信具有十分重要的意义。本言语将给出一个pc机和基本速率isdn之间的软、硬件接口方案。
pc机是目前广泛使用的硬件平台，具有大量的软件支持。选择isa总线作为isdn卡的接口是因为它能基本速率的isdn上支持连续双向数据流。
为了提高处理速度，本isdn卡采用一个与80x86软件兼容的80c188微处理器。以pc机的cpu作为主作模式采用异步模式，即允许每个cpu拥有自己的时钟并可独立运行。在存储器的设计，采用了两cpu之间的数据传输通过共享的idt双端口存储器来进行设计方案；其通信芯片采用mitel公司生产的能提供2mbit/s速率的芯片；逻辑电路则采用altera公司max7000系列的epld芯片。
在软件上，采用松散的耦合模式，即把实时dos扩展核作为isdn卡的操作系统，并用它可进行多任务控制和任务的切换以及任务之间的消息传递。功能性的应用层通信软件固化于isdn卡的eprom中，而isdn网络设备驱动程序则在pc机上进行。两cpu内部的通信采用在双端口存储器开辟环行缓冲区进行消息传递。isdn软件内部通信是通过在ram中设置fifo队列来接收和发送消息来实现的。
在物理层，由mitel的芯片来提供2mbit/s的数据流速率。在网络层，则采用ip、ppp或mp标准协议。pc机一侧的isdn网络驱动程序运行于windows 95平台。其应用程序采用c语言和80x86汇编程序语言编写，其研制开发工作是在普通工作站上利用编译器、汇编器、连接器和调试器来完成的。
2、 硬件方案
isa卡的isdn硬件电路见图1所示。其处理器部分包含80c188、cy7c286 eprom、cy7c1009 ram和idt7006s双端口ram。80c188的软件控制着通信部分以及通过双端口ram的消息层pc接口。工作时，由80c188的lcs选通128k的ramcy 7c1009（00000h～1ffffh）；ucs选通eprom 7c286（f0000h～fffffh）;mcs选通双端口ram 7006s（80000h～83fffh）；而将译码地址30000h～30400h映射为pcs0～pcs4，以选通通信电路部分。
7c286是cypress公司的64k×8的cmos eprom，用于固化程序（f0000～fffffh）：7c1009是cypress的128k×8的cmos ram，用于存放通信数据和isdn消息（00000～1ffffh）。idt7006s是idt的16k静态cmos双端口ram，主要负责pc与80c188的通信。idt7006s映射到pc机的存储器地址范围是a0000～a3fffh，映射到isa卡上80c188的地址范围是80000～83fffh.80c188和pc在两侧异步地读取双端口ram的动作则由中断标志信号int1和intr控制着。互斥性的存取是由信号灯标志sem1和semr来控制的。
isdn的通信由mirtel的芯片mh89790、mt8980、mt8920和mt8940完成，并由st总线（串行telecomm bus）、同步串行总线、标准的2mbps pcm流来连接。mh89790是pcm数字中继接口电路，它支持hdb3和ami线路码。来自isdn线路的2mbps pcm流可通过其dsto脚输出；来自引脚dsti的st总线pcm流经过它导入isdn线路。mh89790由st总线并行存取电路所控制，它一方面将来自80c188的并行总线数据转换为st总线串行数据，由sto0和sto1脚输出送给mh89790和csti0和csti1。另一方面，在相反的方向上作串-并转换：即把mh89790的csto输出的串行数据流给mt8920的sti0，并经mt890转换为并行数据后送入cpu。mt8920的a0～a4与89c188的地址总线相连，d0～d7与80c188的数据总线相连，电路的选通由pcs0控制。
来自mh89790的pcm帧信号进入mt8980后分离出d信道标志，并输出到hdlc协议控制器的引脚cdsti，以使mt8952支持数据链路层协议。80c188通过信号pcs2、地址总线、数据总线来控制mt8952，并为其在接收时提供d信道标志，发送时则通过引脚cdst0插入d信道标志。mt8952与数字开关mt8980的输出b信道的传输帧的引脚st01相连而进入mh89790，并进而输出到isdn线路上。
80c188通过地址和数据总线来控制mt8980开关，并在sti0接收时提取b信道帧；发送时则通过引脚sto1插入b信道帧信息。mt8980数字开关的输入为2mbps的st总线数据流，帧内有32个8bit信道。mt8980由80c188的pcs4选通，其地址信号a0～a5则从32个8bit的信道中选择一路来接收或成送b信道信号或d信道信号。
mt8940数字锁相环电路用于产生时间控制和线路同步信号。它可将mt89790从isdn线路上接收的pcm信号中提取的8 khz信号（引脚c8）。外部晶振信号16.388mhz由c16i引脚输入。而mt8940则从引脚f0b输出8khz的帧同步信号，从引脚c20输出2.048mhz的信号，从引脚c4b输出4.096mhz信号。利用这些信号可进行mh89790、mt8980、mt8920之间的st总线同步。
3、 软件方案
pc-isdn软件包含80c188的pc卡部分和pc机一侧的驱动程序部分。其软件结构如图2所示。
pc卡的软件围绕实时dos内核分成两个扩展部分（任务），分别是isdns任务和ipc任务。其中isdns可为物理层的通信硬件提供支持，它包含发送pc消息、接收pc消息和isdn控制等模块，可用来接收和发送消息，并完成isdn推荐标准i.441和i.451的第2和第3层协议的工作。isdns任务可将来自isdn线路的消息推入ram中建立的qim队列。为向isdn线路上发送消息，它需在ram中组织b信道的qom队列，以启动pc消息。
通过qim和qom这两个队列可实现与ipc任务的接口，以完成与pc的内部通信。通信在双端口ram中通过分配环行接收队列rbim和环行发送队列rbom而实现的。任务ipc包含传输pc消息、传输isdn消息和pc传输控制等模块，可用于从rbom队列中获取pc消息，并将其放入空闲b信道的qom队列中。同样地，它也从qim队列提取isdn消息，并将其存放到rbim环行队列中。利用这两个任务实现的软件环境扩展了dos核，同时赋予了其多任务功能。
为了支持来自pc侧的isdn卡，笔者为pc在windows 95操作系统下编写了ndis isdn驱动程序。该驱动程序可通过双端口上的rbim和rbom队列来实现与卡上的ipc任务的接口。isdn卡上的消息被驱动程序存放到rbom队列中。当isdn消息从rmim队列被取卡，并存于pc的硬盘上后，便可借助于高层pc软件作进一步的处理。
借助于windows 95、点对点协议（ppp）、多连接协议（mp）以及tcp/ip协议，便可以通过isdn来实现文件传、电子邮件和可视会议等功能。
4 、结论
本文给出了pc与基本速率的isdn的接口电路以及采用isa总线卡的形式设计。其设计的接口卡在pc wan上所能实现速率是目前最好modem的6倍。在windows 95下，其使用界面与普通modem的用户界面类似。并具备如下特点：
●可用最小响应时间得到2mbit/s的系统速率；
●与ms、windows和dos兼容；
●支持标准的通信协议；
●兼容全套的internet软件；
●具有熟悉的用户界面。
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pc机是目前广泛使用的硬件平台，具有大量的软件支持。选择isa总线作为isdn卡的接口是因为它能基本速率的isdn上支持连续双向数据流。
为了提高处理速度，本isdn卡采用一个与80x86软件兼容的80c188微处理器。以pc机的cpu作为主作模式采用异步模式，即允许每个cpu拥有自己的时钟并可独立运行。在存储器的设计，采用了两cpu之间的数据传输通过共享的idt双端口存储器来进行设计方案；其通信芯片采用mitel公司生产的能提供2mbit/s速率的芯片；逻辑电路则采用altera公司max7000系列的epld芯片。
在软件上，采用松散的耦合模式，即把实时dos扩展核作为isdn卡的操作系统，并用它可进行多任务控制和任务的切换以及任务之间的消息传递。功能性的应用层通信软件固化于isdn卡的eprom中，而isdn网络设备驱动程序则在pc机上进行。两cpu内部的通信采用在双端口存储器开辟环行缓冲区进行消息传递。isdn软件内部通信是通过在ram中设置fifo队列来接收和发送消息来实现的。
在物理层，由mitel的芯片来提供2mbit/s的数据流速率。在网络层，则采用ip、ppp或mp标准协议。pc机一侧的isdn网络驱动程序运行于windows 95平台。其应用程序采用c语言和80x86汇编程序语言编写，其研制开发工作是在普通工作站上利用编译器、汇编器、连接器和调试器来完成的。
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isa卡的isdn硬件电路见图1所示。其处理器部分包含80c188、cy7c286 eprom、cy7c1009 ram和idt7006s双端口ram。80c188的软件控制着通信部分以及通过双端口ram的消息层pc接口。工作时，由80c188的lcs选通128k的ramcy 7c1009（00000h～1ffffh）；ucs选通eprom 7c286（f0000h～fffffh）;mcs选通双端口ram 7006s（80000h～83fffh）；而将译码地址30000h～30400h映射为pcs0～pcs4，以选通通信电路部分。
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isdn的通信由mirtel的芯片mh89790、mt8980、mt8920和mt8940完成，并由st总线（串行telecomm bus）、同步串行总线、标准的2mbps pcm流来连接。mh89790是pcm数字中继接口电路，它支持hdb3和ami线路码。来自isdn线路的2mbps pcm流可通过其dsto脚输出；来自引脚dsti的st总线pcm流经过它导入isdn线路。mh89790由st总线并行存取电路所控制，它一方面将来自80c188的并行总线数据转换为st总线串行数据，由sto0和sto1脚输出送给mh89790和csti0和csti1。另一方面，在相反的方向上作串-并转换：即把mh89790的csto输出的串行数据流给mt8920的sti0，并经mt890转换为并行数据后送入cpu。mt8920的a0～a4与89c188的地址总线相连，d0～d7与80c188的数据总线相连，电路的选通由pcs0控制。
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mt8940数字锁相环电路用于产生时间控制和线路同步信号。它可将mt89790从isdn线路上接收的pcm信号中提取的8 khz信号（引脚c8）。外部晶振信号16.388mhz由c16i引脚输入。而mt8940则从引脚f0b输出8khz的帧同步信号，从引脚c20输出2.048mhz的信号，从引脚c4b输出4.096mhz信号。利用这些信号可进行mh89790、mt8980、mt8920之间的st总线同步。
3、 软件方案
pc-isdn软件包含80c188的pc卡部分和pc机一侧的驱动程序部分。其软件结构如图2所示。
pc卡的软件围绕实时dos内核分成两个扩展部分（任务），分别是isdns任务和ipc任务。其中isdns可为物理层的通信硬件提供支持，它包含发送pc消息、接收pc消息和isdn控制等模块，可用来接收和发送消息，并完成isdn推荐标准i.441和i.451的第2和第3层协议的工作。isdns任务可将来自isdn线路的消息推入ram中建立的qim队列。为向isdn线路上发送消息，它需在ram中组织b信道的qom队列，以启动pc消息。
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