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數(shù)字診斷部分主要由MCU 來完成。通過MCU,網(wǎng)絡管理單元可以實時監(jiān)測收發(fā)模塊的溫度,供電電壓,激光偏置電流以及發(fā)射和接收的光功率。通過對這些參數(shù)的測量,管理單元能夠迅速找出光纖鏈路中發(fā)生故障的具體位置,簡化維護工作,提高系統(tǒng)的可靠性。
五個 DDM 參數(shù)首先由采集電路進行采集轉(zhuǎn)換,后送至ADC 輸入端,ADC 電路將送來的五個模擬電壓量轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號,經(jīng)譯碼電路存于支持DDM 的存儲器的相應地址位上。信息的傳遞通過兩線串行接口
(時鐘線SCL 和數(shù)據(jù)線SDA)來實現(xiàn)。
1、 SFF-8472 協(xié)議簡介
SFF-8472 協(xié)議是對相關參數(shù)在線監(jiān)控及數(shù)字化的具體規(guī)范,它將模塊的EEPROM 劃分出2個256 字節(jié)的存儲單元,在協(xié)議中保留了原來SFP/GBIC 在地址A0h 處的地址映射,并在地址A2h 處又增加了一個256 字節(jié)存儲單元。A0h 存儲單元用于存儲SFP 模塊的一些通用信息,如模塊類型、序列號、生產(chǎn)日期、波長和傳輸距離等。A2h 存儲單元用MCU 的RAM和FLASH 代替EEPROM。MCU
實時采集到的5 個模擬量的數(shù)字化測量結(jié)果、報警/告警標志位、系統(tǒng)狀態(tài)標志位、用戶自定義標志位等常常改變又不需要保護的數(shù)據(jù)存儲在RAM 中,等待上位機采集。報警/告警閾值,內(nèi)外校準參數(shù)、光通信系數(shù)、某些用戶自定義參數(shù)等需要保護的數(shù)據(jù)存儲在FLASH 中,一旦上位機改變這些數(shù)據(jù),MCU 接收到新數(shù)據(jù)后,就要寫到FLASH 保存起來,若掉電或者故障等緣故重啟系統(tǒng),則先從FLASH 中把這些保護的數(shù)據(jù)讀出來給RAM 等待上位機讀取。
2、 數(shù)字診斷硬件設計
光收發(fā)模塊的5個診斷參量分別由激光驅(qū)動器和接收部分相關器件產(chǎn)生,但是這些參量的狀態(tài)都是模擬電壓信號,要實現(xiàn)數(shù)字診斷,首先必須將這些模擬信號通過模數(shù)轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號,再跟據(jù)SFF-8472
協(xié)議的規(guī)定,實現(xiàn)光收發(fā)模塊的數(shù)字診斷功能。
MCU 是整個DDM 系統(tǒng)的監(jiān)測控制中心,必須滿足以下條件:具有足夠容量且支持在線編程的FLASH 及RAM;具有多通道的ADC 功能;內(nèi)置IIC 控制模塊,既可做主機模式,也可以做從機模式;具備較快的處理速率;具備較多的I/O 接口以方便擴展等。
結(jié)合以上要求,本系統(tǒng)MCU 采用Atmel 公司的Atmega16。Atmega16 有一個10 位的逐次逼近型ADC,該ADC 與一個8 通道的模擬多路復用器連接,能對來自端口A
的8 路單端輸入電壓進行采樣。單端電壓輸入以0V(GND)為基準。ADC 還包括一個采樣保持電路,以確保在轉(zhuǎn)換過程中輸入到ADC的電壓保持恒定。ADC由AVCC引腳單獨提供電源,AVCC與VCC 之間的偏差不能超過士0.3V。數(shù)字診斷原理所示。
3、 數(shù)字診斷軟件實現(xiàn)方式
在硬件設計完成以后,還必須開發(fā)單片機工作控制程序,才能完成光模塊的數(shù)字診斷功能。根據(jù)光收發(fā)一體模塊的設計要求,當模塊工作環(huán)境在允許范圍內(nèi)時,光模塊的一切參數(shù)性能都必須滿足SFF-8472 的要求。這就要求當單片機上電時,控制程序就開始運行,進行數(shù)字診斷。
當單片機上電后,控制程序首先開始初始化,包括對單片機I/O 接口的配置、TWI 的配置、ADC 通道的配置以及看門狗定時器的配置等。初始化結(jié)束后,控制程序循環(huán)開始運行。軟件的程序流程圖所示。
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