MTK-40131
SH POTS chipset
MTC-20232 CODSP
MTC-30132 SH LIC
Data Sheet and
User Manual
Rev. 1.31 - December 1998
Key features
w
Applications
w
w
w
w
General Description
The MTK-40131 chipset provides all
the functions necessary to connect ana-
log telephone sets or other analog ter-
minals (telefax, answering machines,
modems etc...) into digital communica-
tion systems. It provides an economical
solution for the traditional ‘BORSHT’
functions found in central-office
exchanges, but optimised for short-
range communication (e.g. up to 500m
with 4 RENs attached). Virtually all sys-
tem-dependent parameters can be set
under software control, giving a hither-
to unprecedented flexibility to the sys-
tem integrator, as well as optimising the
system cost. The digital interface to the
SH POTS chipset uses the industry-stan-
dard “GCI”* interface. The system
architecture has been designed to offer
the most cost-effective solution for short-
haul systems, yet offers the full flexibility
required to meet world-wide analog
telephony standards. Suitable for
Q.552 applications.
The MTK-40131 chipset comprises three
devices (see fig 1.): A pair of high-volt-
age device, the Short-Haul Line Interface
Circuit (SH LIC) which provides the sig-
nal and power interface to the analog
lines (one per line) and a low-voltage
CMOS, DSP-based dual CODEC/con-
trol device (CODSP) which provides all
signal processing and control functions
for up to two lines.
w
w
w
w
w
w
w
w
Digitally programmed
transmission and signalling
characteristics meets
world-wide specification
requirements
Integrated ringing, sine or
trapezoid
Metering injection
Battery reversal
Tone generators for signalling
and test
Minimal external components
CODEC and SLIC functions for
2 lines
Low-cost POTS interface for
short range
Standard GCI interface
w
Advanced ISDN NT (NTplus)
Analog / Digital PABX
Cable Telephone systems
(set-top box)
Remote telephone access
systems
Fibre to the curb
Radio in the loop
Internet telephones
Fig. 1: Application Sketch / Block Diagram
Ordering Information
Part number
MTK-40131-C
Includ
.MTC-20232PQ-C
2x MTC-30132SO-C
MTK-40131-I
Includ
.MTC-20232PQ-I
2x MTC-30132SO-I
Package
44 pinPQFP
28 pinSO
44 pinPQFP
28 pinSO
Code
Temp
(* The General Circuit Interface (GCI) is an interface specification,
developed jointly by Alcatel, Italtel, GPT and Siemens;
date March 1989; issue 1.0)
PQ44 0 to -70°C
SO28 0 to -70°C
PQ44 -40/+85°C
SO28 -40/+85°C
MTK-40131
Package / Pinout
RNG[0]
SPIDO
PWRS
TST[0]
SPICK
PU[0]
ZOUT
SPICS
BR[0]
SPDI
TEST
GNDB
BW
JTDO
JTCK
JTMS
JTDI
JTRS
V3VD
DU
DD
DCL
FSC
GNDD
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
44
43
42
41
40
39
38
37
36
35
33
32
31
30
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
28
27
26
25
24
AW
SA
SB
SSB
DCO
DCI
NC
NC
DCC
TX
RX
DCLF1
DCLF2
V3V
RX[0]
TX[0]
DCC[0]
DCO[0]
DCC[1]
DCO[1]
GNDA
VAG
V3VA
TX[1]
RX[1]
BAT
BATS
BATR
PU
NC
NC
RNG
BR
TST
VAG
VDDA
GNDA
MTC-20232
CODSP
44 PQFP
29
28
27
26
25
24
MTC-30132
SH LIC
23
22
21
20
19
18
17
16
15
28 PSOP
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
GCIM
BR[1]
PU[1]
TST[1]
SCLK
AD2
AD1
AD0
Fig. 2: Device Pinouts
RNG[1]
PLLCK
CPLL
2
MTK-40131
Table of Content
Key features
Applications
...................................................................... 1
...................................................................... 1
General Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1
Pin Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
Application Schematic . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
Unused Pins . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
Note on Decoupling . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
Overvoltage Protection . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
Functional Characteristics of the SH POTS System . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
On-hook Conditions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
Ringing Injection . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
DC Feed Characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
Battery Voltage and Reversal . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
AC Transmission Characteristics (MTK-40131 System) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
Transmit and Receive Gain . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
Source Impedance (Zco) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
Balance Impedance (Echo Canceller) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
Off-hook Characteristics (MTK-40131 System) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
Metering Injection . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
Tone Generation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23
CODSP Clock Recovery PLL . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26
User-Defined I/O Pins . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26
Electrical Characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27
Absolute Maximum Ratings . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27
Operating Conditions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27
Thermal Shutdown SHLIC . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28
Transient Energy Capability . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28
DC Characteristics (MTC-30132 SHLIC, unless otherwise noted) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29
Power Supply Currents . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29
Power-on Reset . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30
V3V Regulator . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30
AW, BW DC- Levels, Impedances . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31
RX, TX DC- Levels, Impedances . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32
DCO DC- Levels, Impedances . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32
VAG Analog Ground Input . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32
SA,SB Sense Bridge Inputs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33
DC loop filter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33
DCC Input Pin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33
Characteristics for the Digital I/O pins . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34
Test Switch . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34
Battery Switch . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35
AC Characteristics (SHLIC) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36
Overpower and Short Circuit Protection . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36
3
MTK-40131
Quality / Reliability . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38
Detailed Programming Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39
GCI Interface . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39
C/I Bits . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42
C/I Bit Allocation:C/I Bit Allocation: . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42
Monitor Channel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42
ID Response . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42
Read Command . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43
Write Command . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43
Memory Map of the CODSP . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43
Global Memory Map and MemID Definitions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43
Data RAM . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44
Meaning and Default Values of the Parameters . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47
CoProcessor Coefficient RAM . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50
Meaning and Default Values of the Parameters . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52
SHARED Memory . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53
Meaning and Default Values of the Parameters . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54
Packages . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55
General dimensions of the MTC-20232PQ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55
General dimensions of the MTC-30132SO . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .56
4
MTK-40131
List of Figures
Fig. 1: Application Sketch / Block diagram . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1
Fig. 2: Device Pinouts . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2
Fig. 3: Application schematic for 2 analog lines (see Table 3 for component values) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
Fig. 4: MTC-20132 CODSP Recommended Power-Supply Decoupling Arrangements . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
Fig. 5: Recommended overvoltage protection options . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
Fig. 6: SH POTS Line voltages - example. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
Fig. 7: Nominal hook-switch detection thresholds (default values) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
Fig. 8: DC Feed characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
Fig. 9: Transmit and receive frequency response (default) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
Fig. 10: Relative Group delay, transmit and receive paths (Digital to Digital) refered to 1kHz . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
Fig. 11: 3-element Zco model . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
Fig. 12: Metering pulse timing diagrams . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
Fig. 13: Application suggestion for Semi-unbalanced ringing injection . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26
Fig. 14: Block diagram showing the gains in the various signal paths in the SHLIC . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36
Fig. 15: Short circuit protection . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37
Fig. 16: GCI data exchange . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39
Fig. 17: GCI timing diagram . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40
5
