DS325X、DS316X、DS317X和DS318X中時(shí)鐘

摘要：本應(yīng)用筆記說明怎樣配置DS325X、DS316X、DS317X和DS318X器件中的時(shí)鐘速率適配器(CLAD)來產(chǎn)生多種時(shí)鐘源。在具體應(yīng)用中，這些時(shí)鐘源可用作LIU參考時(shí)鐘或發(fā)送時(shí)鐘。

引言

本應(yīng)用筆記說明怎樣配置時(shí)鐘速率適配器(CLAD)來產(chǎn)生多種時(shí)鐘源。這些時(shí)鐘源可被DS325X、DS316X、DS317X和DS318X器件用作LIU參考時(shí)鐘或發(fā)送時(shí)鐘。

本應(yīng)用筆記適用于以下產(chǎn)品。

T3/E3 LIUs	T3/E3 ATM/Packet PHYs	T3/E3 SCTs	T3/E3 ATM/Packet PHYs with LIUs
DS3251	DS3161	DS3171	DS3181
DS3252	DS3162	DS3172	DS3182
DS3253	DS3163	DS3173	DS3183
DS3254	DS3164	DS3174	DS3184

使用DS325X內(nèi)的CLAD

DS325X T3/E3 LIU內(nèi)部的時(shí)鐘速率適配器單元從單一輸入時(shí)鐘產(chǎn)生全部所需的時(shí)鐘速率。如果有一路傳輸品質(zhì)的時(shí)鐘源(DS3、E3或者STS-1)，時(shí)鐘速率適配器可以合成出另外兩種線路速率的傳輸品質(zhì)時(shí)鐘。這樣，輸入時(shí)鐘和合成時(shí)鐘都可作為主時(shí)鐘用于時(shí)鐘和數(shù)據(jù)恢復(fù)(CDR)單元及抖動(dòng)抑制器。在LIU主時(shí)鐘的驅(qū)動(dòng)下，CDR單元從AGC/均衡器單元獲得已經(jīng)放大、均衡的信號(hào)，產(chǎn)生分離的時(shí)鐘、數(shù)據(jù)正和數(shù)據(jù)負(fù)信號(hào)。在硬件模式下，時(shí)鐘速率適配器完全由T3MCLK、E3MCLK和STMCLK引腳控制。

在CPU總線模式下，通過CACR寄存器可以提供更多對(duì)于時(shí)鐘速率適配器的控制。當(dāng)“后備主時(shí)鐘使能” (AMCEN—Alternate Master Clock Enable)控制位被置1時(shí)，時(shí)鐘速率適配器被配置為后備主時(shí)鐘模式。在這種模式下，時(shí)鐘速率適配器不再工作于DS3、E3或STS-1時(shí)鐘，而是工作于一個(gè)頻率由“后備主時(shí)鐘選擇” (AMCSEL)控制位確定的時(shí)鐘。作為后備主時(shí)鐘，有效的輸入頻率是19.44MHz、38.88MHz和77.76MHz。在后備主時(shí)鐘模式下，時(shí)鐘速率適配器最多可以合成出三種時(shí)鐘速率(DS3、E3或者STS-1)中的兩種。要合成DS3和E3時(shí)鐘，可將后備主時(shí)鐘接入STMCLK引腳。要合成DS3和STS-1時(shí)鐘，可將時(shí)鐘接入E3MCLK引腳，時(shí)鐘接入T3MCLK引腳可以合成出E3和STS-1時(shí)鐘。

盡管DS325X器件中AMCEN和AMCSEL[1:0]的上電默認(rèn)值可能并不符合實(shí)際所施加的時(shí)鐘，仍然可以在上電伊始就施加一個(gè)后備時(shí)鐘到任一MCLK引腳。上電之后一旦這些控制位被正確配置，時(shí)鐘速率適配器就開始合成正確的主時(shí)鐘。整個(gè)器件就可正常工作。

CPU總線模式也可以在T3MCLK、E3MCLK和STMCLK引腳上輸出一個(gè)合成主時(shí)鐘，供鄰近的成幀器、映射器和其他元件使用。要在T3MCLK上輸出合成的DS3主時(shí)鐘，只需設(shè)置CACR:T3MOE = 1。要在E3MCLK上輸出合成的E3主時(shí)鐘，設(shè)置CACR:E3MOE = 1，或者設(shè)置CACR:STMOE = 1，在STMCLK上輸出合成的STS-1主時(shí)鐘。

DS325X的CLAD配置寄存器

用于配置CLAD的時(shí)鐘速率適配器控制寄存器的說明如下。

寄存器名稱：CACR
寄存器說明：時(shí)鐘速率適配器控制寄存器
寄存器地址：08h

Bit	7	6	5	4	3	2	1	0
Name	T3MOE	E3MOE	STMOE	—	—	AMCSEL[1]	AMCSEL[0]	AMCEN
Default	0	0	0	0	0	0	0	0

Bit 7：T3MCLK輸出使能(T3MOE)。 當(dāng)時(shí)鐘速率適配器被配置為合成DS3主時(shí)鐘時(shí)，通過設(shè)置T3MOE = 1，可以在T3MCLK引腳輸出DS3主時(shí)鐘。該時(shí)鐘可以用作鄰近的DS3成幀器和其他需要DS3時(shí)鐘的元件的發(fā)送時(shí)鐘。只有在T3MCLK引腳沒有被外部驅(qū)動(dòng)時(shí)才可將該位設(shè)置為1。

0 = T3MCLK輸出驅(qū)動(dòng)禁止
1 = T3MCLK輸出驅(qū)動(dòng)使能

Bit 6：E3MCLK輸出使能(E3MOE)。 當(dāng)時(shí)鐘速率適配器被配置為合成E3主時(shí)鐘時(shí)，通過設(shè)置E3MOE = 1，可以在E3MCLK引腳輸出E3主時(shí)鐘。該時(shí)鐘可以用作鄰近的E3成幀器和其他需要E3時(shí)鐘的元件的發(fā)送時(shí)鐘。只有在E3MCLK引腳沒有被外部驅(qū)動(dòng)時(shí)才可將該位設(shè)置為1。

0 = E3MCLK輸出驅(qū)動(dòng)禁止
1 = E3MCLK輸出驅(qū)動(dòng)使能

Bit 5：STMCLK輸出使能(STMOE)。 當(dāng)時(shí)鐘速率適配器被配置為合成STS-1主時(shí)鐘時(shí)，通過設(shè)置STMOE = 1，可以在STMCLK引腳輸出STS-1主時(shí)鐘。該時(shí)鐘可以用作鄰近的SONET成幀器、映射器和其他需要STS-1時(shí)鐘的元件的發(fā)送時(shí)鐘。只有在STMCLK引腳沒有被外部驅(qū)動(dòng)時(shí)才可將該位設(shè)置為1。

0 = STMCLK輸出驅(qū)動(dòng)禁止
1 = STMCLK輸出驅(qū)動(dòng)使能

Bit 2至Bit 1：后備主時(shí)鐘選擇(AMCSEL[1:0])。

00 = 19.44MHz
01 = 38.88MHz
10 = 77.76MHz
11 = 沒有定義

Bit 0：后備主時(shí)鐘使能(AMCEN)。

0 = 禁止后備主時(shí)鐘模式
1 = 使能后備主時(shí)鐘模式

使用DS316X、DS317X和DS318X內(nèi)的CLAD

DS316X、DS317X和DS318X內(nèi)的CLAD用于從CLKA引腳輸入的單一參考時(shí)鐘產(chǎn)生多種內(nèi)部時(shí)鐘頻率(DS3、E3或者STS-1)。輸入CLKA的時(shí)鐘頻率必須是以下幾種之一：

1. DS3 (44.736MHz)
2. E3 (34.368MHz)
3. STS-1 (51.84MHz)

如果提供了上述幾種時(shí)鐘中的一種，就可以生成另外兩種。如果需要，這些內(nèi)部時(shí)鐘可以驅(qū)動(dòng)輸出引腳CLKB和CLKC，供外部使用。

配置DS316X、DS317X和DS318X的CLAD
如果使用DS317X或者DS318X的LIU，CLAD可以向DS317X或者DS318X的接收LIU提供時(shí)鐘。DS316X、DS317X和DS318X的CLAD由GL.CR2寄存器中的CLAD位進(jìn)行配置。

在這種情況下，用戶必須在CLKA引腳上提供DS3、E3或者STS-1時(shí)鐘。用戶必須至少向CLKA引腳提供三種頻率(DS3、E3或者STS-1)中的一種。CLAD[3:0]位通知PLL向這些引腳施加了何種頻率。圖1所示為DS316X、DS317X和DS318X的CLAD單元。


圖1. DS316X、DS317X和DS318X的CLAD單元

FM位(位于PORT.CR2中)用于選擇由CLAD輸出并施加給LIU和發(fā)送器的時(shí)鐘。CLAD具有很高的靈活性?？梢越邮苋N時(shí)鐘頻率中的任何一種，并利用CLAD提供其余所需的頻率。

也可以禁用CLAD，所有三個(gè)時(shí)鐘由外部提供，使用CLKA、CLKB和CLKC引腳作為輸入。當(dāng)CLAD禁止時(shí)，必須分別向CLKA、CLKB和CLKC引腳施加DS3、E3和STS-1的三種參考頻率。如果不會(huì)用到三種頻率中的某些頻率，則不必在對(duì)應(yīng)的CLAD時(shí)鐘引腳上施加該頻率。

CLAD[3:0]控制位(位于GL.CR2寄存器)控制CLAD的工作模式，它確定各引腳的輸入、輸出特性，以及各個(gè)引腳所對(duì)應(yīng)的時(shí)鐘頻率。詳情請(qǐng)參考下面表1。

當(dāng)CLAD[3:0] = 00XX時(shí)，PLL電路被禁止， CLKA、CLKB和CLKC引腳上的輸入時(shí)鐘被用作內(nèi)部LIU的參考時(shí)鐘。當(dāng)CLAD[3:0] = (01XX或者10XX或者11XX)時(shí)，會(huì)有零、一或二個(gè)PLL電路被使能，以產(chǎn)生所需的時(shí)鐘，取決于CLAD[3:0]位、幀模式(FM[5:0])位和PORT.CR2中的線路模式控制位(LM[2:0])。

線路模式位選擇主端口工作模式。如果不需要產(chǎn)生某個(gè)時(shí)鐘來通過CLAD輸出引腳輸出或作為LIU的參考時(shí)鐘，那么用于產(chǎn)生該時(shí)鐘的對(duì)應(yīng)PLL被禁止并處于掉電狀態(tài)。

DS316X、DS317X和DS318X的CLAD配置寄存器
用于配置CLAD的兩個(gè)寄存器如下所示。

寄存器名稱：GL.CR2
寄存器說明：Global Control Register 2
寄存器地址：004h

Bit #	15	14	13	12	11	10	9	8
Name	-	-	-	G8KRS2	G8KRS1	G8KRS0	G8K0S	G8KIS
Default	0	0	0	0	0	0	0	0
Bit #	7	6	5	4	3	2	1	0
Name	-	-	-	-	CLAD3	CLAD2	CLAD1	CLAD0
Default	0	0	0	0	0	0	0	0

Bit 3至0：CLAD輸入/輸模式[3:0] (CLAD[3:0])。 這些位用于控制CLAD的時(shí)鐘輸入/輸出引腳CLKA、CLKB和CLKC。這些寄存器位確定了采用哪個(gè)時(shí)鐘從LIU線路中恢復(fù)Rx時(shí)鐘。表1列出了詳細(xì)情況。

表1. CLAD輸入/輸出引腳編碼詳情

GL.CR2	CLKA PIN	CLKB PIN	CLKC PIN
CLAD[3:0]
00 XX	DS3 clock input	E3 clock input	STS-1 clock input
01 00	DS3 clock input	Low output	Low output
01 01	DS3 clock input	E3 clock output	Low output
01 10	DS3 clock input	Low output	STS-1 clock output
01 11	DS3 clock input	STS-1 clock output	E3 clock output
10 00	E3 clock input	Low output	Low output
10 01	E3 clock input	DS3 clock output	Low output
10 10	E3 clock input	Low output	STS-1 clock output
10 11	E3 clock input	STS-1 clock output	DS3 clock output
11 00	STS-1 clock input	Low output	Low output
11 01	STS-1 clock input	E3 output	Low output
11 10	STS-1 clock input	Low output	DS3 clock output
11 11	STS-1 clock input	DS3 clock output	E3 clock output

CLAD為接收LIU提供參考時(shí)鐘。接收LIU根據(jù)用戶選定(通過幀模式(FM)位)的模式選擇時(shí)鐘頻率。FM位選擇主成幀工作模式。如果通過PORT.CR3.CLADC寄存器位選定，CLAD輸出也可以用作發(fā)送時(shí)鐘源。

寄存器名稱： PORT.CR3
寄存器說明：端口控制寄存器3
寄存器地址：(0, 2, 4, 6) 44h

Bit #	15	14	13	12	11	10	9	8
Name	-	-	RCLKS	RSOFOS	RPFPE	TCLKS	TSOFOS	TPFPE
Default	0	0	0	0	0	0	0	0
Bit #	7	6	5	4	3	2	1	0
Name	P8KRS1	P8KRS0	P8KREF	LOOPT	CLADC	RFTS	TFTS	TLTS
Default	0	0	0	0	0	0	0	0

Bit 3：CLAD發(fā)送時(shí)鐘源控制(CLADC)。 該位用于選擇CLAD時(shí)鐘作為內(nèi)部發(fā)送時(shí)鐘源。該位的功能與其他控制位的設(shè)置有關(guān)。

0 = 允許使用CLAD時(shí)鐘做為發(fā)送時(shí)鐘。
1 = 不采用CLAD時(shí)鐘作為發(fā)送時(shí)鐘(如果沒有使能環(huán)回功能，時(shí)鐘源為TCLKIn)。