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SDH数字交叉连接(SDXC)设备是一种高度智能化的传输节点设备，它是SDH光纤传输网的重要网元，是一种兼有复用、配线、保护/恢复、监控和网管的多功能传输设备。它的出现为传输网带来了巨大的灵活性、经济性和智能性，从而得到了电信业普遍的重视，并得以快速的发展。SDXC设备中的交叉连接矩阵模块是该设备提供无阻塞交叉连接功能的关键部件，其采用时隙交换技术，按照预先存放的交叉连接图或动态计算的交叉连接图对交叉连接通道进行重新安排，以实现N条输入信号中一定等级的各个支路之间任意的交叉连接。目前，国内已有许多公司推出了大规模SDH交叉连接芯片，如中兴通讯股份有限公司的ZXSM系列芯片等。为了更好地适应市场需要，降低产品成本，作者参与研制开发了某公司的SDXC系统设计，负责其中交叉连接矩阵模块的研发工作。本论文介绍的就是4×4交叉连接矩阵的设计与实现。 首先，论文对SDH数字交叉连接矩阵设计的理论基础进行了介绍。概述了SDH的优越性、基础原理及设备的逻辑组成，简单介绍了SDXC的基本概念与特点、设备类型及设备的功能要求，详细讲述了交叉连接矩阵的三种交换原理。 其次，在此基础上，对4×4交叉连接矩阵的两级结构设计进行了介绍，重点讨论了交叉连接矩阵的设计方案、功能构成和电路实现等。该设计是以2×2交叉连接矩阵的成功设计为基础的，采用列交换技术，按照ASIC设计路线进行的。同时，以两种常用的自愈环实现为例，说明了交叉连接矩阵的具体应用。 最后，运用Synopsys公司的VCS，Design-Vision仿真综合软件对本设计进行了验证。功能测试及综合结果显示，优化设计的4×4交叉连接矩阵功能完善并且是可以实现的。 本4×4交叉连接矩阵的设计采用两级结构，第一级为空分交换单元，第二级为时分交换单元，通过该两级交换结构可以实现四路不同STM-1输入信号中252个TU-12支路之间任意的完全无阻塞交叉连接，功能灵活，所用RAM较少，硬件实现成本较低，延时也较小，既避免了单级结构由于工艺限制，而很难满足大规模交叉连接电路设计的缺点；又避免了采用三级Clos结构进行设