采用ARM9處理器S3C2410的數(shù)字多路語音記錄器設(shè)計

1． 引言

數(shù)字多路語音記錄器在安全、監(jiān)控方面有很多應(yīng)用。一些傳統(tǒng)的設(shè)計方案基于工控機，用數(shù)據(jù)采集卡實現(xiàn)語音的A/D轉(zhuǎn)換，用軟件實現(xiàn)語音編解碼，這種方案成本高、功耗大。如果采用嵌入式的設(shè)計方案，可以實現(xiàn)同樣的功能，并且具有低成本，低功耗的特點。

普通的低成本嵌入式處理器性能不高，不足以實現(xiàn)多路語音的實時編碼、解碼，需要用專門的語音處理芯片完成這一工作。基于DSP自主設(shè)計語音編碼器是一種方法，但工作量大。AC48304廣泛應(yīng)用于各種小型VOIP網(wǎng)關(guān)中，價格低廉，是一種很好的替代方案。同時AC48304還具有DTMF識別和靜音檢測等功能，便于實現(xiàn)電話號碼識別和語音的自動記錄。

ARM是一種應(yīng)用廣泛的嵌入式處理器，Samsung、Atmel等廠家生產(chǎn)的ARM處理器接口豐富，技術(shù)支持全面。ARM處理器價格低、性價比高，向下取代了大量單片機的應(yīng)用，向上滲透高端嵌入式處理器的市場。在本多路語音記錄器中，采用了Samsung的ARM9處理器S3C2410，操作系統(tǒng)則采用了嵌入式linux。

2． 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

語音記錄器包括語音處理模塊、ARM系統(tǒng)模塊、硬盤記錄模塊、網(wǎng)絡(luò)接口模塊幾個部分。為使系統(tǒng)配置靈活，將系統(tǒng)設(shè)計為主控板和擴展板兩個部分，在主控板上實現(xiàn)16路語音通道，另設(shè)計一個16通道的語音擴展板，整個系統(tǒng)可以用4的倍數(shù)進行語音通道的擴展，最多達到32個語音通道。計算機控制部分集成S3C2410 處理器、64MB SDRAM及16MB 的FLASH，構(gòu)成一個嵌入式小系統(tǒng)。

語音CODEC采用AMD的LE58QL021，該器件是3.3V單電壓用戶線語音處理器，在小型語音網(wǎng)關(guān)中是AC48304的常用搭配，支持4通道語音AD/DA，支持E1 PCM Highway，能與AC48304實現(xiàn)無縫連接。LE58QL021的工作模式可軟件編程控制，ARM通過MPI（Microprocessor Interface）串行控制總線設(shè)置LE58QL021的各種工作參數(shù)。

基于DM9000網(wǎng)絡(luò)控制器，系統(tǒng)實現(xiàn)10/100Mbps自適應(yīng)以太網(wǎng)接口，Linux操作系統(tǒng)提供設(shè)備驅(qū)動支持。IDE接口則是由一片CPLD實現(xiàn)，硬盤用于語音的本地記錄。主要部分電路原理見圖1。



圖1 語音處理模塊的硬件電路原理圖

3． AC48304語音處理器

AC48304是AudioCodes公司基于DSP設(shè)計的一個四通道語音處理器，支持多種標準、多種碼率的G系列語音編碼器，如G.723.1，G.711，G.726和G.729等，支持T.38傳真中繼和其他語音信號處理功能。在系統(tǒng)中，ARM通過CPU局部總線實現(xiàn)對AC48304的控制及數(shù)據(jù)交換。AC48304與LE58QL021之間通過E1 PCM Highway接口實現(xiàn)多通道數(shù)字語音接口。E1接口由2.048Mhz時鐘驅(qū)動，有031共32個8位時隙，工作時序如圖2所示。



圖2 PCM Highway時序