基于AMBE-2000的多速率语音通信终端模块

００８，构成１Ｍ×８ｂｉｔｓ的存储空间，用于存储程序及初始化数据；时序产生电路由可编程逻辑器件ＥＰＭ３０３２Ｓ完成，用于产生系统所需的各种时序；Ａ／Ｄ、Ｄ／Ａ电路则由ＴＬＶ３２０ＡＩＣ１０及其外围电路构成。全部器件均工作于３．３Ｖ电压。

Ａ／Ｄ、Ｄ／Ａ芯片与ＡＭＢＥ－２０００的ＣＯＤＥＣ接口相连，进行ＰＣＭ数据的交换。ＡＭＢＥ－２０００的串口则与ＶＣ５４０２的多通道自动缓冲串行口ＭｃＢＳＰ（Ｍｕｌｔｉｃｈａｎｎｅｌ Ｂｕｆｆｅｒｅｄ Ｓｅｒｉａｌ Ｐｏｒｔ）相连，进行编码数据的交换；ＶＣ５４０２与外界通过ＨＰＩ（Ｈｏｓｔ Ｐｏｒｔ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）口连接，作为可选方案也可以通过异步串口（ＸＦ，ＢＩＯ）进行数据的交换；ＶＣ５４０２与Ｆｌａｓｈ器件间采用外部并行８位ＢＯＯＴ方式进行程序的装载。

图3 基于AMBE-2000的语音通信终端模块框图

    ２．２ 硬件设计

作为微控制器的ＴＭＳ３２０ＶＣ５４０２是ＴＩ公司的低功耗、高性能定点ＤＳＰ芯片，其主要特点包括：

（１）速度快，功能强。

（２）具有优化的ＣＰＵ结构，内部有３２Ｋ字节的片内ＲＡＭ。ＶＣ５４０２既可用于实现复杂的ＤＳＰ算法和运算，也可用作微控制器，进行智能化控制。

（３）工作电压低、功耗小。可以在３．３Ｖ或２．７Ｖ电压下工作，在低功耗方式（ＩＤＬＥ１、ＩＤＬＥ２和ＩＤＬＥ３）下可降低功耗，特别适于无线移动设备。

（４）智能外设。提供多通道自动缓冲串行口ＭｃＢＳＰ、与外部设备通信的ＨＰＩ接口等智能外设。ＭｃＢＳＰ口提供２Ｋ字节数据缓冲的读写能力，可以降低处理器的额外开销。指令周期为２０ｎｓ时，ＭｃＢＳＰ的最大数据吞吐量为５０Ｍｂｐｓ，即使在ＩＤＬＥ方式下，ＭｃＢＳＰ也可以全速工作。

ＶＣ５４０２除作为微控制器外，还可用于完成其他一些功能，例如信道编译码、加密和解密等，根据系统的具体要求可以灵活地添加。ＡＭＢＥ－２０００可与多种Ａ／Ｄ、Ｄ／Ａ芯片接口，选用不同的Ａ／Ｄ、Ｄ／Ａ芯片，管脚ＣＯＤＥＣ＿ＳＥＬ需要进行不同的设置，具体如表２所示。

表2 A/D、D/A类型设置

A/D、D/A类型	CODEC_SEL[1～0]
普通16位线性，8kHz	00
A/D芯片73311，32kHz	01
普通μ率，8kHz	10
普通A率，8kHz	11

本系统中，Ａ／Ｄ、Ｄ／Ａ芯片采用ＴＬＶ３２０ＡＩＣ１０。ＴＬＶ３２０ＡＩＣ１０是ＴＩ公司的线性ＰＣＭ编解码芯片，芯片内部具有ＡＤＣ模拟抗混迭滤波器和数字ＦＩＲ滤波器，有良好的抗混迭和抗噪声能力，具有可编程的输入输出增益控制、可编程的ＡＤＣ和ＤＡＣ转换速率控制，工作电压为３．３Ｖ～５Ｖ，还具有低功耗工作模式。

ＡＭＢＥ－２０００与ＴＬＶ３２０ＡＩＣ１０的连接如图４所示。ＣＯＤＥＣ＿ＳＥＬ?眼１～０?演在硬件上接地，设置Ａ／Ｄ方式为１６位线性ＰＣＭ，其晶体频率采用１６．３８４ＭＨｚ，帧同步时钟和位同步时钟均由ＴＬＶ３２０ＡＩＣ１０产生，并提供给ＡＭＢＥ－２０００。

可编程逻辑器件ＥＰＭ３０３２Ｓ用于产生系统所需的其他各种时序（如ＡＭＢＥ－２０００的信道串口时序等）以及片选信号等，ＥＰＭ３０３２Ｓ是基于Ｅ２ＰＲＯＭ工艺的ＰＬＤ器件，器件的规模为２０００门左右，具有在系统可编程（ＩＳＰ，Ｉｎ－Ｓｙｓｔｅｍ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ）能力，使用方便。在设计时，应预留下载接口。
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    ２８Ｆ００８是Ｉｎｔｅｌ公司的１Ｍ字节的Ｆｌａｓｈ存储器，用于存储ＶＣ５４０２的程序及初始化数据。２８Ｆ００８与ＶＣ５４０２的连接?眼３?演如图５所示。图中，２８Ｆ００８作为ＶＣ５４０２的外部数据存储器，地址总线和数据总线接至ＶＣ５４０２的外部总线，ＣＥ接至ＶＣ５４０２的ＤＳ引脚，Ｒ／Ｗ引脚与ＭＳＴＲＢ相或后接至ＷＥ，ＯＥ引脚接至一个跳线，跳线接低时，Ｆｌａｓｈ 处于读状态，跳线接高时，Ｆｌａｓｈ可擦或可编程，此时可向Ｆｌａｓｈ中写入程序。

３ 软件编程

整个系统的工作过程如下：系统加电、ＴＭＳ３２０ＶＣ５４０２复位后，由其内部固化的自引导程序（ＢＯＯＴ）将存于Ｆｌａｓｈ（２８Ｆ００８）中的程序和数据搬移至内部ＲＡＭ；然后ＶＣ５４０２复位ＡＭＢＥ－２０００芯片，开始进行语音编解码。ＡＭＢＥ－２０００每２０ｍｓ完成一帧语音数据的编解码运算，并与ＶＣ５４０２交换一次数据。ＶＣ５４０２将编码后的语音输出，同时将从信道或其他设备得到的数据送到ＡＭＢＥ－２０００进行解码。

软件编程主要是对ＴＭＳ３２０ＶＣ５４０２进行编程，程序分为主程序模块、与ＡＭＢＥ－２０００间的通信和控制模块、与外界数据通信模块以及ＢＯＯＴ程序加载模块等。

主程序模块。该模块执行程序的初始化，包括对ＶＣ５４０２的接口和寄存器的初始化；对ＡＭＢＥ－２０００的复位和速率设置，对话音激活检测、回波抵消功能的设置；对ＴＬＶ３２０ＡＩＣ１０的初始化等，此外还提供对中断服务程序的调度控制。对ＴＬＶ３２０ＡＩＣ１０的初始化主要是设置它的４个控制寄存器，其中控制寄存器１的作用是使能运算放大器，使能或旁路ＡＤＣ模拟抗混迭滤波器，使能或旁路数字ＦＩＲ滤波器，激活软件复位等；控制寄存器２的作用是低功耗模式控制，分频寄存器控制（决定滤波器的时钟频率和取样周期）；控制寄存器３的作用是选择模拟信号自环和数字信号自环，控制连续数据传输模式等；控制寄存器４的作用是控制输入和输出增益（通过控制输入和输出可编程增益放大器来实现）。

ＶＣ５４０２与ＡＭＢＥ－２０００间交换数据以标准串行方式进行。ＶＣ５４０２的ＭｃＢＳＰ接口在结构上可分为一个数据通道和一个控制通道。数据通道完成数据的发送和接收；控制通道完成通道的选择与控制等功能。在编写串行通信子程序时，采用中断方式。每来一次中断，执行一次数据发送和接收。
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