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用AC4830xC和TCM38C17實現(xiàn)四路語音編解碼系統(tǒng)

作者: 時間:2004-12-11 來源:網(wǎng)絡(luò) 收藏
摘要:-C是美國AudioCodes公司生產(chǎn)的專用芯片,它支持多種碼率的國際標(biāo)準(zhǔn),同時可提供傳真和數(shù)據(jù)中繼功能。而則是美國TI公司的PCM編碼芯片。文章介紹了兩種芯片的基本性能及工作原理,并給出了一種基于這兩種芯片設(shè)計的四路語音編方案。

關(guān)鍵詞:-C;;語音編

1 引言

AC4830xC-C系列芯片是美國AudioCodes公司出品的一種語音專用芯片,它可以將PCM語音碼流按照需要壓縮成多種碼率的語音信號,AC4830xC-C具有多通道語音傳輸功能,各通道的操作相互獨立。該芯片在語音通信,特別是IP電話中具有廣泛的應(yīng)用。TCM38C17則可提供A律和U律兩種不同的PCM編碼功能,也具有四路相互獨立的信道。本文主要介紹這兩種語音芯片的基本性能和工作原理,并給出了基于這兩種芯片四路語音編解碼的設(shè)計方案。

2 AC4830xC-C的功能原理

AC4830xC-C系列器件中包含有AC48301C-C、AC48302C-C和AC48304C-C三種芯片,分別可提供1、2、4個語音通道,而且多通道芯片中的各通道可獨立操作,互不干擾。AC4830xC-C的基本工作原理如圖1所示。

在進(jìn)行語音系統(tǒng)設(shè)計時,利用AC4830xC-C芯片可以將PCM語音碼流根據(jù)實際需要壓縮成如下多種碼率的語音信號:

(1) G.711 PCM碼率為64kbps;

(2) G.726 ADPCM 碼率為16kbps~40kbps;

(3) G.727 E-ADPCM 碼率為16~40kbps;

(4) G.729 CS-ACELP 碼率為8.0kbps;

(5)G.723.1 MP-MLQ/ACELP碼率為6.3/5.3kbps;

(6) NetCoder 碼率為6.4kbps~9.6kbps。

在接收到語音PCM碼流或者傳真數(shù)據(jù)以后,AC4830xC-C首先進(jìn)行輸入增益控制和回波抵消,然后區(qū)分具體的業(yè)務(wù)類型是語音數(shù)據(jù)還是傳真數(shù)據(jù),如果是語音數(shù)據(jù),則根據(jù)具體的要求對語音信號進(jìn)行編碼,并將編碼后的數(shù)據(jù)通過主機接口送出;另一方面,AC4830xC-C也將從主機接口讀入數(shù)據(jù)并加以判斷,如果判斷其為語音數(shù)據(jù),就將其解碼成PCM碼流并通過PCM接口送出。

AC4830xC-C芯片必須有外圍設(shè)備的支持才能正常工作。它提供了5個外部接口,即主機接口(HPI)、PCM接口、時鐘接口、存儲器以及I/O接口和仿真測試接口。AC4830xC-C的主機接口為8位并行接口,可用DSP通過主機接口控制AC4830xC-C?并與其交換數(shù)據(jù)。

AC4830xC-C的時鐘控制部分包括連接在外部的晶體振蕩器和內(nèi)部時鐘電路,其工作時鐘一般由外部晶體振蕩器的振蕩頻率和內(nèi)部的PLL值決定。設(shè)計時,可以通過改變PLLMUL寄存器的值來改變其工作時鐘。

此外,AC4830xC-C還提供了六種可供選擇的工作時鐘方式,但是要求其工作頻率必須控制在98.304~100MHz之間。

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TCM38C17是美國德州儀器公司(TI)生產(chǎn)的PCM語音編碼芯片,它可提供模擬語音信號和PCM碼流之間的相互轉(zhuǎn)換功能,同時集成有A律和U律兩種標(biāo)準(zhǔn)。此外,芯片本身還提供了增益控制等功能。該芯片將4路PCM芯片集成到了一起,相當(dāng)于4片TCM29C13的功能。該器件在工作時,通常需要外部電路為其提供時鐘信號PCMCLK、幀同步信號PCMFS以及每路語音的具體幀同步信號?其四路協(xié)同工作的工作時序如圖2所示。

4 系統(tǒng)硬件設(shè)計

基于上述兩芯片所提供的功能,下面給出一種四路語音編解碼系統(tǒng)的方案,圖3所示是其系統(tǒng)框圖。

在該系統(tǒng)中,當(dāng)信源發(fā)出的模擬語音信號經(jīng)過TCM38C17實現(xiàn)PCM編碼后,該PCM碼流將經(jīng)過AC4830xC-C壓縮編碼以形成需要的語音碼流,然后通過DSP處理器進(jìn)行控制、調(diào)頻等后續(xù)處理,最終通過串/并轉(zhuǎn)換器送出。另一方面,DSP會將從串/并轉(zhuǎn)換器讀入的數(shù)據(jù)通過主機接口寫入AC4830xC-C,并由AC4830xC-C對語音碼流進(jìn)行解碼以生成PCM碼流,然后再經(jīng)過TCM38C17恢復(fù)成模擬語音信號。由于AC4830xC-C只提供有一個幀同步信號,因此,本系統(tǒng)中使用了一個計數(shù)器來產(chǎn)生TCM38C17芯片所需要的其它三路幀同步信號。

5 系統(tǒng)軟件設(shè)計

該系統(tǒng)軟件主要用于對AC4830xC-C進(jìn)行控制,AudioCodes公司規(guī)定了AC4830xC-C的操作方法,并提供了相應(yīng)的初始化內(nèi)核程序和工作程序。工作時,應(yīng)該首先通過DSP對AC4830xC-C進(jìn)行復(fù)位,復(fù)位成功后,首先寫入內(nèi)核程序,然后寫入工作程序,最后再將這些程序通過AC4830xC-C的主機接口寫入到AC4830xC-C。

在下載完工作程序之后,芯片即可開始工作,此時芯片處于初始化模式,其默認(rèn)的編碼碼率為32kbps的ADPCM編碼,設(shè)計者可以對每一路進(jìn)行單獨的模式設(shè)置,包括啟用哪幾路語音通道、調(diào)節(jié)每一個語音信號的幅度、根據(jù)具體的技術(shù)要求選擇相應(yīng)的語音編碼方式等。AC4830xC-C每30ms讀入一幀語音數(shù)據(jù),每一幀語音數(shù)據(jù)均會被壓縮編碼成一個語音數(shù)據(jù)包。該數(shù)據(jù)包中包含有語音數(shù)據(jù)和編碼方式的相關(guān)信息,而且傳送數(shù)據(jù)時,這些編碼信息也必須同時被傳送到接收方。

6 結(jié)束語

AC4830xC-C是一個功能強大的語音信號處理專用芯片,它提供了多種語音編解碼功能,操作也很方便。本文就是利用其和TCM38C17協(xié)同工作,構(gòu)建了多路語音通信的編解碼系統(tǒng)。相信在IP電話和多媒體通信領(lǐng)域,AC4830xC-C等芯片會得到越來越廣泛的應(yīng)用。



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