一种实现软件和硬件同时控制TXDIS信号的装置.pdf

本发明公开了一种实现软件和硬件同时控制TxDIS信号的装置，适用于光传输模块中，包括单片机、或门和激光驱动器芯片，或门的两个输入分别连接到单片机和上位机，或门的输出分别扇出到单片机的TxDIS输入管脚和激光驱动器芯片的TxDIS输入管脚，用于单片机接受上位机软件通过I2C总线下发的SoftTxDIS信号改变单片机SoftTxDIS管脚电平，单片机通过I2C总线向上位机上报单片机TxDIS管脚状态。采用了本发明的技术方案，不但实现了SFF-8472协议对TxDIS信号快速响应，还能回读扇出到激光驱动芯片的状态，而且通过内置的PLA功能减少了器件，降低了成本。

1.  一种实现软件和硬件同时控制TxDIS信号的装置，适用于光传输模块中，其特征在于，包括单片机、或门和激光驱动器芯片，或门的两个输入分别连接到单片机和上位机，或门的输出分别扇出到单片机的TxDIS输入管脚和激光驱动器芯片的TxDIS输入管脚，用于单片机接受上位机软件通过I2C总线下发的SoftTxDIS信号改变单片机SoftTxDIS管脚电平，单片机通过I2C总线向上位机上报单片机TxDIS管脚状态。

2.  根据权利要求1所述的一种实现软件和硬件同时控制TxDIS信号的装置，其特征在于，所述单片机包括可编程逻辑阵列，所述或门由所述可编程逻辑阵列设置而成，或门的两个输入分别连接到单片机的PLADIN寄存器输入和上位机的HardTxDIS的输入管脚，或门的输出分别扇出到单片机的TxDIS输入管脚和激光驱动器芯片的TxDIS输入管脚，用于单片机接受上位机软件通过I2C总线下发的SoftTxDIS信号，单片机再通过设置PLADIN寄存器去改变所述可编程逻辑阵列的或门的SoftTxDIS管脚电平，实现软件控制，单片机接受上位机的HardTxDIS输入管脚，实现硬件控制。

3.  根据权利要求2所述的一种实现软件和硬件同时控制TxDIS信号的装置，其特征在于，所述单片机是ADuc7020微控制器。

4.  根据权利要求1所述的一种实现软件和硬件同时控制TxDIS信号的装置，其特征在于，所述单片机和所述或门独自设置，或门的两个输入分别连接到单片机的SoftTxDIS管脚和上位机的HardTxDIS输入管脚，或门的输出分别扇出到单片机的TxDIS输入管脚和激光驱动器芯片的TxDIS输入管脚，用于单片机接受上位机软件通过I2C总线下发的SoftTxDIS信号改变单片机TxDIS管脚电平，实现软件控制，单片机接受上位机的HardTxDIS输入管脚，实现硬件控制。

5.  根据权利要求4所述的一种实现软件和硬件同时控制TxDIS信号的装置，其特征在于，所述单片机是Mega88微控制器。

6.  根据权利要求4或者5所述的一种实现软件和硬件同时控制TxDIS信号的装置，其特征在于，所述或门是SN74LVC1G32单或门芯片。

一种实现软件和硬件同时控制TxDIS信号的装置
技术领域
本发明涉及光通讯技术领域，尤其涉及一种实现软件和硬件同时控制TxDIS信号的装置。
背景技术
目前，各种网络中所需要的光收发一体模块种类越来越多，要求也越来越高。为了满足系统不断增长的需求，光传输模块正不断走向标准化、小型化、智能化发展。利用智能化的光传输模块，网络管理单元可以实时监测收发模块的温度、供电电压、激光偏置电流以及发射和接收光功率。这些参量的测量，可以帮助管理单元找出光纤链路中发生故障的位置，简化维护工作，提高系统的可靠性。
在SFF-8472MSA中，规范了数字诊断功能及有关SFF-8472的详细内容。该规范规定，在模块内部的电路板上侦测和数字化参数信号，然后，提供经过标定的结果或提供数字化的测量结果及标定参量。这些信息被存贮在标准的内存结构中，以便通过双缆串行接口读取。
基于SFF-8472协议的TxDis信号，用于控制光传输模块发射端的使能，协议规定，发射端使能分别由软件和硬件控制，发射端默认为使能状态。A2[110]的第六位为发射端使能的软件控制位，如果软件控制功能被禁止，这位没有作用。如果没有被禁止，当它被写入“1”，发射端被关断，写入“0”，发射端软件使能，最终的使能是和硬件使能“或”的结果。这位的默认状态为“0”。协议还规定，当硬件控制时，当光输出减小10％以上的时候，表示发射端已经被关断，这个时间必须控制在10us以内，软件在100ms即可。同样，当硬件控制时，光输出增加到90％以上的时候，表示发射端已经被开启，这个时间也必须控制在1ms以内，软件在100ms即可。可以看出，协议对硬件控制的时间要求极为苛刻。
图1是现有技术中实现软件和硬件同时控制TxDIS信号装置的结构示意图。如图1所示，通常，实现这个功能的方法是通过I/O中断方式实现硬件关断TxDi s信号，通过软件编程的方式控制输入的I/O信号，达到软件控制的目的。如果要实现协议规定的快速响应的要求，那么这个I/O中断必须设置成最高优先级，否则可能因为优先级不高而在执行最高优先级的服务程序时丧失最短时间内的响应；但往往I/O中断在单片机系统中都不容易整成最高优先级，必须要实现中断嵌套，但中断嵌套编程复杂风险较大，容易造成堆栈溢出，导致程序崩溃。
发明内容
本发明的目的在于提出一种实现软件和硬件同时控制TxDIS信号的装置，不但实现了SFF-8472协议对TxDIS信号快速响应，还能回读扇出到激光驱动芯片的状态，而且通过内置的PLA功能减少了器件，降低了成本。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
一种实现软件和硬件同时控制TxDIS信号的装置，适用于光传输模块中，包括单片机、或门和激光驱动器芯片，或门的两个输入分别连接到单片机和上位机，或门的输出分别扇出到单片机的TxDIS输入管脚和激光驱动器芯片的TxDIS输入管脚，用于单片机接受上位机软件通过I2C总线下发的SoftTxDIS信号改变单片机SoftTxDIS管脚电平，单片机通过I2C总线向上位机上报单片机TxDIS管脚状态。
所述单片机包括可编程逻辑阵列，所述或门由所述可编程逻辑阵列设置而成，或门的两个输入分别连接到单片机的PLADIN寄存器输入和上位机的HardTxDIS的输入管脚，或门的输出分别扇出到单片机的TxDIS输入管脚和激光驱动器芯片的TxDIS输入管脚，用于单片机接受上位机软件通过I2C总线下发的SoftTxDIS信号，单片机再通过设置PLADIN寄存器去改变所述可编程逻辑阵列的或门的SoftTxDIS管脚电平，实现软件控制，单片机接受上位机的HardTxDIS输入管脚，实现硬件控制。
所述单片机是ADuc7020微控制器。
所述单片机和所述或门独自设置，或门的两个输入分别连接到单片机的SoftTxDIS管脚和上位机的HardTxDIS输入管脚，或门的输出分别扇出到单片机的TxDIS输入管脚和激光驱动器芯片的TxDIS输入管脚，用于单片机接受上位机软件通过I2C总线下发的SoftTxDIS信号改变单片机TxDIS管脚电平，实现软件控制，单片机接受上位机的HardTxDIS输入管脚，实现硬件控制。
所述单片机是Mega88微控制器。
所述或门是SN74LVC1G32单或门芯片。
采用了本发明的技术方案，具有如下有益效果：
1、方便简单、成本低廉、编程容易、易于扩展。本发明在运用具有内嵌可编程逻辑阵列(programmable logic array，PLA)的微处理器的时候，可以节约一个或门的空间，这样降低了成本，而且在编程上实现非常容易，方便简单，同时，本发明也易于扩展到通过I/O实现快速响应的方式，而不用中断嵌套，减少了编程的复杂度和风险性。
2、效率高、风险性较少。因为硬件和软件控制方式的中断优先级最高，所以响应的速度快，这样提高了效率，同时，根据SFF-8472对响应时间严格的要求，由于本发明的快速响应，减小了出错的风险，安全性有了保障。避免了使用I/O中断嵌套的方式，而造成的堆栈溢出，导致程序崩溃。
附图说明
图1是现有技术中实现软件和硬件同时控制TxDIS信号装置的结构示意图。
图2是本发明具体实施方式一中实现软件和硬件同时控制TxDIS信号装置的结构示意图。
图3是本发明具体实施方式二中实现软件和硬件同时控制TxDIS信号装置的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
本发明技术方案的主要思想是采用像ADuc7020这样的微控制器(MCU)，它具体PLA功能，于是其硬件控制和软件控制可以通过PLA配置成通过一个或门，或门的输出扇出到激光驱动器芯片的TxDIS输入管脚，因为是个或门，而非I/O中断，这样，其响应时间可以在规定的时间以内，MCU也可以通过扇出到激光驱动器芯片的管脚读回其状态，上报给上位机；或者采用像Mega88这样的MCU，不具有PLA功能的话，可以外置一个或门，其硬件控制和软件控制可以通过这个或门输入，或门的输出分别扇出到激光驱动器芯片的TxDIS输入管脚和返回到MCU，让MCU能读回TxDIS的状态，由于采用了外置或门的方式，其响应与MCU无关，响应时间能在规定时间内。
图2是本发明具体实施方式一中实现软件和硬件同时控制TxDIS信号装置的结构示意图。如图2所示，具体实施方式一中的该装置包括单片机和激光驱动器芯片，单片机采用的是ADuc7020MCU，该单片机内嵌有PLA，可以通过设置PLA为一个或门，或门的两个输入分别连接到单片机的PLADIN寄存器输入和上位机的HardTxDIS的输入管脚，或门的输出分别扇出到单片机的TxDIS输入管脚和激光驱动器芯片的TxDIS输入管脚。
其中单片机接受上位机软件通过I2C总线下发的SoftTxDIS信号，单片机再通过设置PLADIN寄存器去改变PLA的或门的SoftTxDIS管脚电平，实现软件控制的目的，单片机接受上位机的HardTxDIS输入管脚，实现硬件控制的目的。单片机通过I2C总线向上位机上报单片机TxDIS管脚状态。
SFF-8472协议对时序的要求比较严格，规定TxDIS响应的时间非常快，由于采用或门这个方法，避免了软件上使用中断嵌套的风险。
在这个过程中，软件实现的时候，首先要配置HardTxDIS管脚配置成PLA输入的形式，然后这个输入管脚与相对应的模块单元的PLADIN寄存器的输入相或，PLADIN寄存器作为SoftTxDIS的功能，或门的输出扇出到激光驱动器的输入。由于SoftTxDIS信号是由上位机软件发送的，它通过I2C总线下发的方式改变其标志位，从而达到软件控制的目的，而I2C总线方式也是中断优先级最高的，所以也不会影响到TxDIS的响应时间。PLADIN是根据SoftTxDIS标志位的改变而更新的，这部分的代码是放到时间中断里的，时间中断的优先级比最高优先级低，但是它会每50ms影响一次，所以也不会超出SFF-8472协议对软件控制规定的时间。
图3是本发明具体实施方式二中实现软件和硬件同时控制TxDIS信号装置的结构示意图。具体实施方式二中的该装置包括单片机、或门和激光驱动器芯片，单片机是Mega88微控制器，该单片机没有内嵌PLA，单片机和或门独自设置，或门是SN74LVC1G32单或门芯片，或门的两个输入分别连接到单片机的SoftTxDIS管脚和上位机的HardTxDIS输入管脚，或门的输出分别扇出到单片机的TxDIS输入管脚和激光驱动器芯片的TxDIS输入管脚。
其中，单片机接受上位机软件通过I2C总线下发的SoftTxDIS信号改变单片机TxDIS管脚电平，实现软件控制，单片机接受上位机的HardTxDIS输入管脚，实现硬件控制。单片机通过I2C总线向上位机上报单片机TxDIS管脚状态。
由于采用了外置或门的方式，其响应与MCU无关，响应时间能在规定时间内。
在软件实现上非常的简单，Mega88微控制器只需控制SoftTxDIS管脚即可，因为HardTxDIS直接经过或门输出，不经过Mega88。Mega88接受上位机软件通过I2C总线下发的SoftTxDIS信号，达到软件控制的目的，而I2C由于SoftTxDIS信号是由上位机软件发送的，它通过I2C总线下发的方式改变其标志位，从而达到软件控制的目的。而I2C总线方式是中断优先级最高的，所以也不会影响到TxDIS的响应时间。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉该技术的人在本发明所揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。