金融稅控收款機(jī)系統(tǒng)中Modem的解決方案

1 Modem所要求的特點
金融稅控收款機(jī)系統(tǒng)中的Modem與通用的Modem有很大差異。它只進(jìn)行數(shù)據(jù)的傳輸，并不需要語言和傳真功能，要求具有下面3個特點。
(1)同時支持同步傳輸與異步傳輸
根據(jù)現(xiàn)有《銷售點終端(POS)入網(wǎng)技術(shù)要求和檢測方法YD／T 938―1997》標(biāo)準(zhǔn)的要求，POS以同步傳輸方式時，采用高級數(shù)據(jù)鏈路控制規(guī)程(HDLC)不平衡正常響應(yīng)方式(NRM)的規(guī)程。所以，與普通的異步Modem不一樣，金融稅控收款機(jī)系統(tǒng)中的Modem應(yīng)支持同步傳輸。
(2)兼容低速穩(wěn)定少量數(shù)據(jù)傳輸與高速異步大量數(shù)據(jù)傳輸
金融稅控收款機(jī)通過PSTN網(wǎng)與銀行系統(tǒng)相連時，傳輸?shù)慕鹑跀?shù)據(jù)量少。一個ISO8583的簽到包不超過60字節(jié)，所要求的通信速率也只要符合CCIT V.22bis，最高傳輸速率只有2400 bps，但是要求高可靠。當(dāng)其與稅務(wù)系統(tǒng)相連時，傳輸?shù)亩悇?wù)數(shù)據(jù)較大。如果要上傳2個月的發(fā)票打印數(shù)據(jù)到稅務(wù)系統(tǒng)的話，可達(dá)到1 MB，即使用56 kbps的Modem來傳輸，也要傳3min左右，因此，要求金融稅控收款機(jī)Modem的傳輸速率要高。
(3)支持快速連接握手控制
普通Modem通信前的握手時間達(dá)到十幾秒鐘左右，甚至更長，這在金融稅控收款機(jī)系統(tǒng)中是不能忍受的。如果傳輸幾十字節(jié)，握手時間達(dá)這么長的話，傳輸效率太低。金融稅控收款機(jī)的Modem與銀行系統(tǒng)通信時，要求握手建立時間越短越好，要達(dá)到毫秒級，即要求其Modem可以支持快速握手方式。

2 Modem整體方案
CX86500+CX20493芯片組Modem是Conexant公司生產(chǎn)的可以廣泛應(yīng)用于各種嵌入式系統(tǒng)的Modem。它支持CCITT V.92，并向下兼容；支持v.29 FastPOS和V.22bis快速連接協(xié)議，特別適合應(yīng)用于POS行業(yè)；支持V.80同步訪問模式，可以通過異步方式發(fā)送同步數(shù)據(jù)。這套Modem芯片組包括1個Modem芯片(CX86500)，1個SmartDAA芯片(CX20493)，1個數(shù)字隔離器(DIB)和很少的分立元件。
Modem芯片(CX86500)內(nèi)部集成了MCU、DSP、RAM和ROM，有28腳和38腳TSSOP兩種封裝形式。28腳封裝的芯片與DTE接口是9線串行接口，38腳封裝的芯片兼容9線串行接口與8位并行總線接口。
SmartDAA芯片(CX20493)是一個集成線側(cè)器件，用SmartDAA芯片可以替代傳統(tǒng)Modem方案中由模擬變壓器、繼電器和光電隔離器組成的DAA。采用28腳的QFN封裝或32腳的LQFP封裝，體積很小，可以將Modem做得很小巧，以滿足現(xiàn)代嵌入式系統(tǒng)的要求。
CX86500+CX20493芯片組Modem的整體方案如圖1所示。

3 Modem方案在系統(tǒng)中的應(yīng)用
3.1系統(tǒng)硬件實現(xiàn)
在金融稅控收款機(jī)系統(tǒng)中，外圍設(shè)備多是串行通信的，如密碼鍵盤、手寫板等。下面也以串行方式的Modem為例，詳細(xì)說明基于CX86500+CX20493芯片組Modem方案在金融稅控收款機(jī)系統(tǒng)中的應(yīng)用。
由于Modem芯片(CX86500)內(nèi)部集成了MCU、DSP、RAM和ROM，其外圍元件很少，只要加入時鐘和復(fù)位電路就可以了。圖2詳細(xì)說明了Modem部分的原理。其中與數(shù)字隔離器(DIB)相連接的4個信號，PWRCLKP和PWRCLKN是時鐘和電源信號的兩極，DIB_DATAP
和DIB_DATAN是數(shù)據(jù)信號的正負(fù)兩極。
以CX20493為主芯片的集成線側(cè)器件省去了變壓器、繼電器和光耦等大體積元件，外圍的分立元件都可以采用表面貼元件實現(xiàn)。數(shù)字隔離器采用Conexant公司指定的元件，尺寸也很小。圖3是CX20493集成線側(cè)器件32腳LQFP封裝的硬件接口示意。

3. 2系統(tǒng)軟件實現(xiàn)
金融稅控收款機(jī)系統(tǒng)中的Modem通過PSTN網(wǎng)，與稅務(wù)系統(tǒng)相連，可以實現(xiàn)網(wǎng)上報稅，采用異步傳輸以及X Modem通信協(xié)議；與金融系統(tǒng)相連，可以實現(xiàn)金融數(shù)據(jù)的網(wǎng)上傳輸，采用基于ITUV.80的HDLC通信協(xié)議。Modem部分的程序設(shè)計采用模塊化設(shè)計，包括Modem初始化模塊，拔號與呼叫模塊，數(shù)據(jù)格式變換模塊，數(shù)據(jù)通信模塊，通信結(jié)束處理模塊。雖然Modem部分的程序可以歸納成以上的幾部分，但是在稅務(wù)系統(tǒng)與金融系統(tǒng)兩方面的應(yīng)用，除拔號與呼叫模塊外的其他模塊的具體內(nèi)容基本不一樣。
由于基于異步Modem的文件傳輸協(xié)議的資料很多，下面只詳細(xì)介紹基于異步方式用V.80協(xié)議實現(xiàn)CX86500+CX20493芯片組Modem在金融稅控收款機(jī)系統(tǒng)與銀行之間的同步HDLC數(shù)據(jù)的傳輸。
3. 2. 1 Modem的初始化
Modem的初始化工作采用標(biāo)準(zhǔn)AT命令實現(xiàn)對Modem各參數(shù)的設(shè)置。由于要在異步通信口上實現(xiàn)HDLC的同步數(shù)據(jù)傳輸，還要設(shè)置V.80協(xié)議的各種參數(shù)。以使用V.29快速連接方式為例，具體的AT命令如下：
AT％COcr> ；禁止數(shù)據(jù)壓縮
AT＼NOcr> ；操作模式選擇(選擇正常
；速度緩沖模式)
AT+A8E=,,,Ocr> ；禁止V8bis
AT$F4cr> ；使能V.29快速POS方式
AT+ES=6，，8cr> ；使能V.80同步訪問模式
AT+ESA=O，O,,,1，Ocr> ；使能CRC校驗
ATSl7=5cr> ；POS選項
3. 2. 2數(shù)據(jù)格式變換
通過Modem的異步口進(jìn)行HDLC的同步數(shù)據(jù)傳輸，采用ITU V.80協(xié)議，CX86500+CX20493芯片組Modem在金融稅控收款機(jī)系統(tǒng)中的程序的數(shù)據(jù)格式變換主要是對V.80協(xié)議的解析。例如，按3．2．1的方式進(jìn)行初始化，拔完號碼握上手后，Modem收到“19 BE 24 24”，表示的就是連接速率為9600bps。數(shù)據(jù)格式的變換包括對帶內(nèi)命令的解析與組合、信息數(shù)據(jù)的V.80處理等。這部分程序不包括組拆ISO38583數(shù)據(jù)包的處理，其中信息數(shù)據(jù)的v.80處理就是對ISO8583數(shù)據(jù)包的V.80處理。

3. 2. 3通信模式
金融稅控收款機(jī)系統(tǒng)中的Modem通過PSTN網(wǎng)與銀行系統(tǒng)相連，采用的高級數(shù)據(jù)鏈路控制規(guī)程(HDLC)不平衡正常響應(yīng)方式(NRM)的同步傳輸規(guī)程類別，其通信模式如圖4所示。

對于V.80協(xié)議來說，握上手后，收到“30 93 19 B1”，表示收到SNRM命令；而發(fā)送“30 73 19B1”，表示發(fā)送UA響應(yīng)。當(dāng)然，這些內(nèi)容的處理程序是放在數(shù)據(jù)格式變換部分的。

4 總 結(jié)
嵌入式Modem方案比較多，專門用于POS行業(yè)的低速單片Modem的解決方案有TDK公司的73系列(如73M2901／5V)和Zilog公司的Z02922等；但是，這些都不是完全意義上的單片解決方案，要支持HDLC的同步方案都要外加CPU。只支持異步模式的高速Modem。方案也很多，但是要滿足金融稅控收款機(jī)特點的Modem就比較少。CX86500+CX20493芯片組Modem方案很好地解決了這一問題，使金融稅控收款機(jī)中的Modem方案變得簡單。