第７期　２０１７年４　ＮＯ．７　ＡＰＦｉｌ，２０１７　

基于Ｍ４５１和Ｓｌ５０４Ｏ的１　ＯＧ　

误码测试仪的设计与实现　

高学严，彭魏魏　

（江苏奥雷光电有限公司技术部，江苏镇江２１　２００９）　

摘要：１０Ｇ误码测试仪是用于测量ｌ０Ｇ数据传输设备链路通道质量的一种重测试设备，是一种可靠的通信系统测量工　

具１０Ｇ误码测试仪被广泛地应用于通信设备的生产调试、检验以及日常维护等方面　根据此功能，文章研究并设计了一　种基于Ｍ４５１和ＳＩ５０４０的误码测试仪，详细地分析和介绍了各个模块的工作原理．　

关键词：１０Ｇ误码测试；Ｍ４５ｌ；Ｓ１５０４０　

１误码率概述　随着社会的进步和科学技术的发展，人们对通信的速　

度要求提出了更高的要求，由丁数字通信具有容量大、速度　

快等优点被重点发展，并得到广泛应用。目前伴随着ＳＦＰ＋，　

ＸＦＰ等１０Ｇ段的通信速率光通信模块应用普及，也对ｌ０Ｇ段　的通信测试设备提出了多要求。尤其是ｌ０Ｇ段的误码测试　

仪，因为误码仪是测量数字通信可靠性的重要设备，是生产　

测试和维修测试的必要设备。　

误码率是衡量数据通信通道质量的重要参数指标，是　

由误码测试仪通过将数据从发射端输｝｝｛经过整个数据链路　冉正确回到数据接收端的数据个数与发射端发射的数据总　

个数的比值关系算出来的，可以直接反映数据通道的通信质　

量和数据通信通道的可靠性。现有的１０Ｇ段的误码测试仪都　

存在体积较大、价格昂贵、携带不方便等缺点，给生产测试　

和维修测试带来诸多不便，尤其是在　程现场维修检测更　ＪＪ口困难。因此设计的这款基于Ｍ４５１￣ＩｌＳｌ５０４０ｆｌ＜Ｊ　ｌ０Ｇ段误码　

测试仪式非常有必要的。　

２测试原理及组成　

２．１误码测试仪　误码测试仪，如图１所示。　

图１误码测试仪　２．２测试原理　本设备以Ｍ４５ｌ为主控芯片，其在系统中作川主要是没　置数据的接收和控制系统　作的调度。首先接收触摸屏界　

ｉ面设置过来的参数，包含测试用的伪随机码型、速率、测试　

时间和开始启动信ｒ』等诸多参数，然后Ｍ４５１通过Ｉ１Ｃ数据总　

线按照测试目标速率要求进行配置ＳＩ５１４晶体振荡器的输出　

频率，然后再通过ＩＩＣ总线配置误码测试仪　片Ｓ１５０４０，　其产生相对应的伪随机码，按照一定的速率输出。ＳＩ５０４０在　

作者简介：高学严（１９８０一），男．江苏泗洪　接ｑｋ￣１］Ｍ４５ｌ传递过来的启动指令以后会自动根据内部寄存　

器配置产生相对应的伪随机码￣ＮＰＲＢＳ３１，按照预定的目标　

速率运行并在数据输ｍ端输出，伪随机码通过发射端的差　

分同轴电缆输　到待测试砹备　｛Ｉ，带测试－｝殳备将接收到的　数据转到期发射端，由发射端将数据再通过差分同轴电缆　

传￣Ｉ］Ｓ１５０４０接收端。ＳＩ５０４０通过内部集成模块根据时钟信　

号判断数据是否同步，如果同步再判断数据和相位是否正　确，最后柃测判断误码情况，如果有误码产生也会将误码的　

个数保存到５个字节寄存器中，ＳＩ５０４０也会将榆测到的数据　

总个数保存到另４，ｂ５个字节寄存器中。测试过程ｑ￣Ｍ４５ｌ精确　

汁时并定期从Ｓ１５０４０读取误码测试仪榆测到的误码个数，　

判断是否有误码产生和计算误码率，同时在触摸屏界面　．１　

显示结果。　

３硬件设计　Ｓｉ５０４０是Ｓｉｌｉｃｏｎ　Ｌａｂｏｒａｔｏｒｉｅｓ公司高速产品线的产品。　

Ｓｉ５０４０支持的模拟与数字信号质量监测功能有多种，有模拟　

信号丢失（Ｌｏｓｔ　ｏｆ　Ｓｉｇｎａｌ，ＬｏＳ）检测、连续相同数字检测和　眼图开度测量功能，还提供多种回路测试功能，有线路旧环　

测试、ＸＦＩ电口回路测试等，带有内部ＰＲＢＳ７￣ＨＰＲＢＳ３ｌ码流　

生成和检查功能。　

Ｓｉ５０４０可以提供的速率是９．８～Ｉ１．３５　Ｇｂｐｓ连续可调。　ＰＲＢＳ码流有ＰＲＢＳ７＃ＨＰＲＢＳ３１两种可选。具有灵活的串口　

控制，集成了ＩＩＣ￣ＨＳＰＩ通信接口供选择使用。　ＳＩ５１４是Ｓｉｌｉｃｏｎ　Ｌａｂｏｒａｔｏｒｉｅｓ公司的Ｓ１５１４晶体振荡器，　

其输ｆ　Ｈｌ　Ｌ作步贞率范围０．１～２５０　ＭＨｚ，ＲＭＳ抖动低于１　ｐｓ，多　种电半输｝Ｈ形式，有ＰＥＣＬ，ＬＶＤＳ，ｃＭ０Ｓ和ＣＭＬ等。集成　

了ＩＩＣ总线接口，方便外部灵活控市ＩＪ其输出频率。　

Ｍ４５１是新塘科技的Ｍ４５１系＠３２位微控制器，内嵌ＡＲＭ　

Ｃｏｒｔｅｘ．Ｍ４Ｆ处理器，扩展￣ＤＳＰ功能和带浮点运算单元，最　

大主频７２　ＭＨｚ，内置２５６　ｋｂ　Ｆｌａｓｈ，３２　ｋｂ　ＳＲＡＭ，带有丰　

富的外设如：定时器、ｌ２位ＡＤＣ、ｌ２位ＤＡＣ，ＧＰＩＯ，ＲＴＣ，　ＵＡＲＴ，ＳＰＩ，Ｉ２Ｃ，１２Ｓ，ＰＷＭ、模拟比较器、温度传感器、电　

压复位和掉电枪测功能等，Ｉ：作电压：２．５～５．５　Ｖ：工作温度：　

一４０～１０５℃。产　应用十分广泛。Ｓｉ５Ｏ４０和Ｍ４５ｌ硬件原理如　

图２所永。　

１２９　第７期　无线互联科技・技术应用　ＮＯ．７　Ａｐｒｉ１，２０１７　

在误码测试仪上电　

时，Ｍ４５ｌ首先对系统进行　初始化并进行部分参数设　

置，然后等待Ｍ４５ｌ进入等　

待状态，等待触摸屏传来　

的参数和指令，当Ｍ４５１接　

收到参数和指令以后，按　照触摸屏传递来的参数要　

求分别配置ＳＩ５１４的输出　

频率￣ＤＳ１５０４０的伪随机码　

型等参数，当Ｍ４５１收到触　

摸屏传递过来的启动指令　后再通过ＩＩＣ总线将启动　

误码测试仪运行的指令传　

递到Ｓｌ５０４０，ＳＩ５０４０接到　

启动指令后启动误码测试　仪的测试功能，测试过程　

中Ｍ４５　ｌ定时５００　ＭＳ读取　

误码个数，判断是否有误　

码产生，在读取误码个数　

的同时也读出数据总数，　判断是否有误码产生并计　

算误码率，将测试结果送　

到触摸屏界面显示。　

４触摸屏界面功能　系统的主界面采用触　

摸屏，参数的输入和测试　

结果的输出都是通过触摸　屏实现，设置的参数只要　

有伪随机码、速率和运行　

时间，测试结束后在触摸　

屏　显示运行时『自Ｊ，误码　

个数和误码率。通过界面按钮可以输入误码测试仪的启动　

和停止。通过文本输入可设置码型为ＰＲＢＳ７或ＰＲＢＳ３１，速　率从９．８～ｌ１．３５　ＧＨｚ。运行时间实时计时并显示，运行总时问　

小于等于ｌ　２ｏｏｄ，ｔ￣。　图２单片机软件工作设计　

５　结语　

根据生产和维修人员的使用情况和对本１０Ｇ误码测试仪　

的使用的实际感受，可以证明本ｌ０Ｇ误码测试仪的设计和开　

发时成功的。其体积小、成本低、运行安全稳定，是一款件价　比极高的ｌ０Ｇ误码测试仪。　

【参考文献】　

［１］ｓｌＬＩＣＯＮ　ＬＡＢＳ．Ｓ１５０４０资料手￣－［ＥＢ／ＯＬ］．（２０１７—０４—１０）【２０１２—１２—２５］．ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｄｏｃｉｎ．ｃｏｍ／ｐ一１４２８８１９１６０．ｈｔｍ１．　

［２］ＳＩＬＩＣＯＮ　ＬＡＢＳ．ＳＩ５１４资料手＠［ＥＢ／ＯＬ］．（２０１７—０４　１０）［２００４．０４—１２］．ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｄａｔａｓｈｅｅｔ８．ｃｎ／ＰＤＦ／９７０２６１／ＳＩ５１４一ｐｄ￣ｈｔｍ１．　

Ｄｅｓｉｇｎ　ａｎｄ　ｉｍｐｌｅｍｅｎｔａｔｉｏｎ　ｏｆ　１　０Ｇ　ｅｒｒｏｒ　ｔｅｓｔｅｒ　ｂａｓｅｄ　ｏｎ　Ｍ４５　１　ａｎｄ　ＳＩ５０４０　

Ｇａｏ　Ｘｕｅｙａｎ，Ｐｅｎｇ　Ｗｅｉｗｅｉ　

（Ｊｉａｎｇｓｕ　Ａｏｌｅｉ　Ｐｈｏｔｏｅｌｅｃｔｒｉｃ　Ｃｏ．，Ｌｔｄ．，Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　Ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ，Ｚｈｅｎｊｉａｎｇ　２１２００９，Ｃｈｉｎａ）　

Ａｂｓｔｒａｃｔ：１０Ｇ　ｂｉｔ　ｅｒｒｏｒ　ｔｅｓｔｅｒ　ｉｓ　ｕｓｅｄ　ｔｏ　ｔｅｓｔ　ａ　ｗｅｉｇｈｔ　ｍｅａｓｕｒｉｎｇ　１０Ｇ　ｄａｔａ　ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ　ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ　ｌｉｎｋ　ｃｈａｎｎｅｌ　ｑｕａｌｉｔｙ　ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ，　

ｃｏｍｍｉｓｓｉｏｎｉｎｇ　ｉｓ　ａ　ｍｅａｓｕｒｉｎｇ　ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔ　ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ　ｓｙｓｔｅｍ．１０Ｇ　Ｂｅｒｔ　ｒｅｌｉａｂｌｅ　ｉｓ　ｗｉｄｅｌｙ　ｕｓｅｄ　ｉｎ　ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ　ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ，　

ｉｎｓｐｅｃｔｉｏｎ　ａｎｄ　ｍａｉｎｔｅｎａｎｃｅ　ａｎｄ　ｏｔｈｅｒ　ａｓｐｅｃｔｓ．Ａｃｃｏｒｄｉｎｇ　ｔｏ　ｔｈｉｓ　ｆｅａｔｕｒｅ，ｔｈｉｓ　ｐａｐｅｒ　ｓｔｕｄｉｅｓ　ａｎｄ　ｄｅｓｉｇｎ　ａ　Ｂｅｒｔ　Ｍ４５１　ａｎｄ　Ｓ１５０４０　ｂａｓｅｄ　Ｏｎ　

ｔｈｅ　ｄｅｔａｉｌｅｄ　ａｎａｌｙｓｉｓ　ａｎｄ　ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｓ　ｔｈｅ　ｗｏｒｋｉｎｇ　ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ　ｏｆｅａｃｈ　ｍｏｄｕｌｅ．　

Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：１０Ｇ　ｅｒｒｏｒ　ｔｅｓｔ；Ｍ４５１；Ｓ１５０４０　

１３０——