專利名稱：用于重新格式化數(shù)據(jù)的系統(tǒng)和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本申請(qǐng)通常涉及數(shù)據(jù)處理，以及更具體地說，涉及用于重新格式化數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的系統(tǒng)和技術(shù)。
背景技術(shù)：
在數(shù)字通信應(yīng)用中，例如，時(shí)分復(fù)用(TDM)系統(tǒng)，將話音數(shù)據(jù)從模擬轉(zhuǎn)換成數(shù)字格式，以及在通信網(wǎng)絡(luò)上發(fā)送二進(jìn)制數(shù)字(位)。以耦合到通信網(wǎng)絡(luò)線路的設(shè)備可理解的組織格式，在多個(gè)物理通信網(wǎng)絡(luò)線路上串行地流動(dòng)數(shù)字化話音數(shù)據(jù)位。
圖1示例說明TDM通信數(shù)據(jù)的例子，其中，在多個(gè)通信線路上承載數(shù)字話音數(shù)據(jù)的串行流100。每個(gè)線路或流100被邏輯地劃分成幀序列110，以及每一幀110包括信道序列120。使用每個(gè)包括8位數(shù)據(jù)104的字節(jié)102，將信息從源遞送到目的地。幀110包含128個(gè)信道120。信道120被指定信道0、信道1、...、信道126以及信道127。指定電話會(huì)話將占用一個(gè)信道，例如流No.2的信道1。注意每個(gè)信道被分配其流的每一幀110中的一個(gè)字節(jié)。因此，在信道(例如信道1)上執(zhí)行的會(huì)話被分段成字節(jié)大小的部分，與占用流中的其他127個(gè)信道的127個(gè)其他會(huì)話共用同一流(例如流No.2)?？偟膩碚f，承載24個(gè)數(shù)據(jù)流的系統(tǒng)能同時(shí)處理(24流×128會(huì)話/流)＝3072個(gè)會(huì)話，盡管不連續(xù)。即，對(duì)于數(shù)據(jù)110的每個(gè)流式幀，128個(gè)會(huì)話(與它們的參與者實(shí)時(shí))被執(zhí)行，但物理地共用128個(gè)信道120中的幀110。在一個(gè)例子中，數(shù)據(jù)傳輸頻率是具有122nsec周期的8.192MHz。
盡管TDM是用于數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐ㄓ酶袷?，不總是可能或方便地接收根?jù)上述TDM串行流格式的數(shù)字化話音數(shù)據(jù)。在一些情況下，接收、轉(zhuǎn)發(fā)或處理數(shù)據(jù)流的硬件不適合于TDM格式。因此，由于幾個(gè)原因的任何一個(gè)，期望將數(shù)字話音數(shù)據(jù)流重新格式化為另一有用格式。

發(fā)明內(nèi)容
本公開內(nèi)容的一個(gè)方面針對(duì)一種用于將至少一個(gè)數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)換成數(shù)據(jù)單元格式(cell format)的系統(tǒng)，包括異步隊(duì)列，以第一時(shí)鐘頻率從至少一個(gè)數(shù)據(jù)流接收數(shù)據(jù)，以及以第二時(shí)鐘頻率提供異步隊(duì)列輸出；存儲(chǔ)器陣列，接收異步隊(duì)列的輸出并提供存儲(chǔ)器陣列輸出；以及寄存器，獲得存儲(chǔ)器陣列輸出并對(duì)應(yīng)于數(shù)據(jù)單元格式，并行提供多個(gè)位。
本公開內(nèi)容的另一方面針對(duì)一種用于將至少一個(gè)數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)換成數(shù)據(jù)單元格式的方法，以第一時(shí)鐘頻率從至少一個(gè)數(shù)據(jù)流接收數(shù)據(jù)到異步陣列中，以及以第二時(shí)鐘頻率，從異步隊(duì)列提供異步隊(duì)列輸出；將異步隊(duì)列的輸出置于存儲(chǔ)器陣列中，以及從存儲(chǔ)器陣列提供存儲(chǔ)器陣列輸出；以及在寄存器接收存儲(chǔ)器陣列輸出，以及對(duì)應(yīng)于數(shù)據(jù)單元格式，從寄存器并行提供多個(gè)位。
本發(fā)明的又一方面針對(duì)一種轉(zhuǎn)換器，用于將數(shù)據(jù)從第一格式轉(zhuǎn)換成第二格式，包括用于接收對(duì)應(yīng)于第一數(shù)據(jù)格式的至少一個(gè)串行數(shù)據(jù)流的元件；用于存儲(chǔ)至少一個(gè)串行數(shù)據(jù)流的元件，串行數(shù)據(jù)流的多個(gè)位被并行存儲(chǔ)；以及用于對(duì)應(yīng)于第二數(shù)據(jù)格式，將存儲(chǔ)元件中存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)讀取到并行總線上的元件。


為更全面地理解本公開內(nèi)容的特性和目的，將結(jié)合附圖，參考下述詳細(xì)描述，其中，使用相同的標(biāo)記來表示相同或類似的部件，其中圖1示例說明根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的串行TDM數(shù)據(jù)的幾個(gè)幀；圖2示例說明根據(jù)本發(fā)明，串行-單元和單元-串行轉(zhuǎn)換器的示例性實(shí)施例；圖3示例說明RAM陣列設(shè)備的排列；圖4示例說明示例性數(shù)據(jù)單元格式；以及圖5示例說明根據(jù)RAM陣列的讀-寫配置的示例性數(shù)據(jù)排列。
具體實(shí)施例方式
如上述簡單所述，在多個(gè)線路上的串行流中傳送TDM話音數(shù)據(jù)。下面，參考特定示例性實(shí)施例，更詳細(xì)和具體地提供用于將TDM數(shù)據(jù)重新格式化成另一有用格式的系統(tǒng)和方法。應(yīng)注意到使用相同本原理，其他格式和實(shí)施例也是可能的，以及由本領(lǐng)域的技術(shù)人員理解這些改進(jìn)和擴(kuò)展。
圖2是用于將串行TDM流轉(zhuǎn)換成單元數(shù)據(jù)塊，以及將單元數(shù)據(jù)塊轉(zhuǎn)換成串行TDM流的系統(tǒng)的示例性實(shí)施例的框圖。系統(tǒng)500的單獨(dú)部件能用于實(shí)現(xiàn)重新格式化的每種類型。在本例子中，電路510將數(shù)據(jù)從串行TDM流重新格式化成并行單元格式，以及電路520將并行單元格式重新格式化成串行TDM格式。系統(tǒng)500的部件510、520的每一個(gè)能單獨(dú)地實(shí)現(xiàn)或位于各個(gè)電路板或集成電路上。系統(tǒng)500適合于用在與使用TDM格式的其他系統(tǒng)交互的通信系統(tǒng)中，由此TDM流到達(dá)入口530，被轉(zhuǎn)換成單元格式，被處理，然后返回到TDM流，由TDM出口路徑560發(fā)出。
電路510將在入口530處以TDM流格式到達(dá)的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成入口單元路徑線540處的單元格式。如前參考圖1所述，在TDM入口530處提供24個(gè)TDM數(shù)據(jù)流(在24個(gè)單獨(dú)的串行流中)。在圖2中，通過入口線上的斜杠和數(shù)字“24”圖形地表示。530處的進(jìn)入數(shù)據(jù)出現(xiàn)在8.192MHz的時(shí)鐘“CLK8”頻率，即，每122nsec到來24位。去交織器501提供兩個(gè)12位數(shù)據(jù)流，一個(gè)流用于奇數(shù)流以及另一流用于偶數(shù)輸入流。奇數(shù)和偶數(shù)位流被置于入口異步隊(duì)列505中。
在更高頻率100MHz(“CLK 100”)，執(zhí)行入口異步隊(duì)列505的操作下游?，F(xiàn)在時(shí)鐘為100MHz的12位寬的奇偶流507由復(fù)用器511復(fù)用以便提供通過并行輸入515遞送到RAM陣列517的相應(yīng)單輸出流對(duì)513。所讀取的第一字包含24個(gè)輸入TDM流的每一個(gè)的信道0的位7，以及在位位置6處寫入RAM陣列517的順序地址。所讀取的下一字包含所有24個(gè)TDM流的信道0的位6，以及也在位位置6處寫入RAM陣列517的順序地址。重復(fù)該過程，直到TDM流的位0在位位置0處寫入RAM陣列517的順序地址。因此，由電路510以8MHz接收的530處的TDM串行數(shù)據(jù)在100MHz以串行形式遞送到RAM陣列517。在下文中，將更詳細(xì)地論述RAM陣列517，以及在一些實(shí)施例中，提供比用于將數(shù)據(jù)從串行轉(zhuǎn)換成并行格式的傳統(tǒng)觸發(fā)器設(shè)計(jì)在空間、成本和其他設(shè)計(jì)節(jié)省以及格式化方面的優(yōu)點(diǎn)。
使用RAM陣列517提供了成本和空間節(jié)省，這在集成電路應(yīng)用中很重要。為了在沒有本發(fā)明的RAM陣列517的情況下執(zhí)行上述功能，根據(jù)傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法，每個(gè)RAM陣列需要96個(gè)觸發(fā)器(12×8)。然而，根據(jù)示例性例子，RAM陣列517的占用面積更小，以及僅等于約8個(gè)觸發(fā)器的占用面積，提供實(shí)質(zhì)面積節(jié)省?？梢源屑虞d(寫入)RAM陣列，然后并行讀取。當(dāng)然，該過程除在該例子中給出的外，適合于陣列和字大小。
RAM陣列517將奇和偶字節(jié)521輸出到寄存器525，以及所有RAM陣列517的內(nèi)容被并行讀取，以及組合來自奇偶部分的字節(jié)以便形成16位字。使用寄存器525，該字與后續(xù)RAM讀取的輸出結(jié)合來創(chuàng)建發(fā)送到入口同步隊(duì)列531的32位字。寄存器525是32位(8×4)寄存器，時(shí)鐘為100MHz，以及將32位并行提供給入口同步隊(duì)列531。入口同步隊(duì)列531然后在入口單元路徑540處輸出32位寬并行數(shù)據(jù)單元。入口單元路徑540能用來將單元數(shù)據(jù)提供給以單元格式而不是TDM格式處理數(shù)據(jù)的通信系統(tǒng)部件。當(dāng)這種通信系統(tǒng)已經(jīng)接收或處理單元數(shù)據(jù)時(shí)，使用并串行電路520，可以將單元格式數(shù)據(jù)以TDM串行格式返回到外部網(wǎng)絡(luò)。
電路520接收以100MHz寫入出口同步隊(duì)列536中的32位寬并行單元作為輸入出口單元550。將字節(jié)534的奇偶組提供給復(fù)用器對(duì)528。復(fù)用器528將數(shù)據(jù)字節(jié)526輸出到RAM陣列對(duì)524。通過與用在入口RAM陣列517路徑中的類似位布局，分離與奇偶流有關(guān)的字節(jié)并寫入RAM陣列524。從地址0開始以及以地址11結(jié)束讀出對(duì)應(yīng)于位7的兩個(gè)16×1RAM字的每一個(gè)，從而為24個(gè)數(shù)據(jù)流的每一個(gè)提供信道0的位7。對(duì)RAM陣列524中的剩余7個(gè)RAM對(duì)重復(fù)該過程。
RAM陣列524輸出兩個(gè)數(shù)據(jù)字節(jié)522，由復(fù)用器518復(fù)用成兩個(gè)相應(yīng)的1位流516。通過12線對(duì)514，將1位流516提供給12位寄存器512。時(shí)鐘為100MHz的寄存器512將兩個(gè)12位輸出提供給出口異步隊(duì)列506。比較嵌入每個(gè)單元中的單元號(hào)和跟蹤必須輸出的下一單元的編號(hào)的本地計(jì)數(shù)器。如果不存在匹配或下一單元還未到達(dá)，輸出0xFF，用于所有24個(gè)流上的信道并生成中斷。然后，出口異步隊(duì)列506以8MHz，將12位數(shù)據(jù)的兩個(gè)集合(奇，偶)輸出到輸出線504上。交織器502以適當(dāng)?shù)捻樞?，?4位數(shù)據(jù)(12奇，12偶)放在出口TDM串行流線560上，可用作至TDM串行通信系統(tǒng)的24幀?？梢酝ㄟ^數(shù)字開關(guān)，將TDM串行流發(fā)送到話音處理系統(tǒng)。
在現(xiàn)場可編程門陣列(FPGA)設(shè)備中構(gòu)造整個(gè)系統(tǒng)500，或可以由一個(gè)或多個(gè)電路板或集成電路上的電子部件組裝。而且，可通過使用其他輔助電路和系統(tǒng)(未示出)和附屬軟件來操作、控制和處理通過系統(tǒng)的數(shù)據(jù)，而增強(qiáng)或擴(kuò)充系統(tǒng)。
圖3示例說明RAM陣列517、524，其功能如上所述。在該例子中，RAM陣列517、524是8位寬和16位深。與等效的觸發(fā)器相比，RAM設(shè)備占用更少空間，以及具有嵌入RAM陣列而不是在設(shè)備外，如在觸發(fā)器陣列中的尋址功能性。在每個(gè)RAM陣列517、524中封裝8個(gè)RAM設(shè)備610。標(biāo)記為“A”的線是輸入到陣列的4位尋址，標(biāo)記為“WE”的線表示寫使能，標(biāo)記為“WD”的線表示寫入數(shù)據(jù)，以及標(biāo)記為“RD”的線表示讀取數(shù)據(jù)。RAM陣列也獲得時(shí)鐘“CLK”輸入(在本例子中以100MHz)。在更慢(8.192MHz)時(shí)鐘的122nsec周期內(nèi)，存在12個(gè)快速(100MHz)時(shí)鐘的10nsec周期的事實(shí)允許對(duì)于24個(gè)輸入TDM幀集實(shí)時(shí)執(zhí)行所述步驟。
圖4示例說明根據(jù)與本發(fā)明兼容的一個(gè)實(shí)施例的示例性數(shù)據(jù)單元格式。每個(gè)單元700包含來自輸入24個(gè)TDM數(shù)據(jù)流的每一個(gè)的兩個(gè)數(shù)據(jù)信道/字節(jié)720，730。因此，根據(jù)本發(fā)明示例性單元格式，由64個(gè)單元承載一個(gè)TDM幀。在該圖中，“ST”表示流號(hào)，以及“CH”表示流內(nèi)的信道號(hào)，以及“n”為從“0”開始的偶數(shù)。在第一字節(jié)(字節(jié)0)中提供識(shí)別幀內(nèi)的單元的2位幀號(hào)和6位單元號(hào)。
圖5示例說明用于RAM陣列517、524中的位的示例性位布局表。單元作為多個(gè)32位字被寫入出口同步隊(duì)列536中。表800對(duì)應(yīng)于在前一圖中所述的硬件，并包括12行810和8列820。該表用由流“ST”和位編號(hào)指示的數(shù)據(jù)填充，以及填充順序是按列，從上到下(12位830)。相反，按行從左到右(8位840)讀取該RAM陣列。
在一個(gè)示例性實(shí)施例中的上述系統(tǒng)，以及用于從串行TDM格式到單元格式，再回到串行TDM格式的讀取、存儲(chǔ)和寫入數(shù)據(jù)的方法用在其中使用TDM和單元格式的通信應(yīng)用中，以及完成從一個(gè)格式到另一個(gè)的轉(zhuǎn)換。應(yīng)理解到所提供的例子不是限制性或排它性的，相反，本發(fā)明，如由下述權(quán)利要求所指定的包含相同范圍內(nèi)的許多改進(jìn)和擴(kuò)大。
權(quán)利要求
1.一種用于將至少一個(gè)數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)換成數(shù)據(jù)單元格式的系統(tǒng)，包括異步隊(duì)列，以第一時(shí)鐘頻率從至少一個(gè)數(shù)據(jù)流接收數(shù)據(jù)，并以第二時(shí)鐘頻率提供異步隊(duì)列輸出；存儲(chǔ)器陣列，以串行方式接收異步隊(duì)列輸出，并以并行方式提供存儲(chǔ)器陣列輸出；以及寄存器，獲得存儲(chǔ)器陣列輸出并對(duì)應(yīng)于數(shù)據(jù)單元格式，并行提供多個(gè)位。
2.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，第二時(shí)鐘頻率快于第一時(shí)鐘頻率。
3.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，進(jìn)一步包括位于所述異步隊(duì)列和存儲(chǔ)器陣列之間的復(fù)用器。
4.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述存儲(chǔ)器陣列由包括多個(gè)位位置的至少一個(gè)RAM設(shè)備組成。
5.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，進(jìn)一步包括從所述寄存器接收多個(gè)位以及提供輸出位的數(shù)據(jù)單元的同步隊(duì)列。
6.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，至少一個(gè)數(shù)據(jù)流包括串行時(shí)分復(fù)用TDM數(shù)據(jù)。
7.一種用于將至少一個(gè)數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)換成數(shù)據(jù)單元格式的方法，包括以第一時(shí)鐘頻率，從至少一個(gè)數(shù)據(jù)流接收數(shù)據(jù)到異步隊(duì)列中，并以第二時(shí)鐘頻率，從所述異步隊(duì)列提供異步隊(duì)列輸出；以串行方式，將異步隊(duì)列輸出置于存儲(chǔ)器陣列中，并以并行方式，從存儲(chǔ)器陣列提供存儲(chǔ)器陣列輸出；以及在寄存器接收存儲(chǔ)器陣列輸出，并對(duì)應(yīng)于數(shù)據(jù)單元格式，從寄存器并行提供多個(gè)位。
8.一種轉(zhuǎn)換器，用于將數(shù)據(jù)從第一格式轉(zhuǎn)換成第二格式，包括用于接收對(duì)應(yīng)于第一數(shù)據(jù)格式的至少一個(gè)串行數(shù)據(jù)流的部件；用于存儲(chǔ)至少一個(gè)串行數(shù)據(jù)流的部件，串行數(shù)據(jù)流的多個(gè)位被并行存儲(chǔ)；以及用于讀取部件中存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)以便對(duì)應(yīng)于第二數(shù)據(jù)格式存儲(chǔ)到并行總線上的部件。
9.一種用于將數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)從串行格式重新格式化為單元格式的系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括輸入處理器，以第一時(shí)鐘頻率接收多個(gè)輸入串行數(shù)據(jù)流，并以第二時(shí)鐘頻率輸出對(duì)應(yīng)于輸入串行數(shù)據(jù)流的多個(gè)位，所述第二時(shí)鐘頻率快于所述第一時(shí)鐘頻率；復(fù)用器，從輸入處理器的輸出獲得輸入，并提供順序復(fù)用器輸出；存儲(chǔ)器陣列，從復(fù)用器的輸出順序地獲得輸入；寄存器，耦合到存儲(chǔ)器陣列，并用來從存儲(chǔ)器陣列并行地讀取數(shù)據(jù)內(nèi)容的至少一個(gè)字；以及輸出處理器，從寄存器并行地接收數(shù)據(jù)內(nèi)容的至少一個(gè)字，并生成對(duì)應(yīng)于多個(gè)輸入串行數(shù)據(jù)流的數(shù)據(jù)的單元格式化字。
全文摘要
提供一種用于將串行(例如TDM)數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)換成并行(例如單元)數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換器。也公開了從單元到TDM格式的轉(zhuǎn)換。提供用于在串行和并行數(shù)據(jù)格式之間轉(zhuǎn)換的方法。在一些應(yīng)用中，可以以一個(gè)或多個(gè)串行和單元數(shù)據(jù)格式來捕獲、處理和存儲(chǔ)數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的通信數(shù)據(jù)流。
文檔編號(hào)H04J3/16GK1817011SQ200480019241
公開日2006年8月9日 申請(qǐng)日期2004年6月3日 優(yōu)先權(quán)日2003年6月3日
發(fā)明者哈梅德·埃斯拉吉安 申請(qǐng)人:思達(dá)倫特網(wǎng)絡(luò)公司