基于DSP的USB語音傳輸接口設(shè)計(jì)

USB把所有的輸入和輸出外設(shè)都置于機(jī)箱之外，而不用任何擴(kuò)展槽。他是快速、雙向、同步、動(dòng)態(tài)連接且價(jià)格低廉的串行接口，可以滿足PC機(jī)發(fā)展的現(xiàn)在和未來的需要。本設(shè)計(jì)就是充分發(fā)揮了USB這些優(yōu)點(diǎn)，利用當(dāng)今先進(jìn)的電子技術(shù)研制出來的一種新型的高性能的語音傳輸接口裝置。

本設(shè)計(jì)選用TI公司的TMS320VC5402(以下簡(jiǎn)稱DSP，Digital Signal Processor)作為本設(shè)計(jì)的主控制器芯片，NS公司的USBN9603(以下簡(jiǎn)稱USB，Universal Serial Bus)作為USB控制器芯片，NEWAVE公司的NWl034(以下簡(jiǎn)稱CODEC)作為語音編解碼器芯片，MITEI。公司的MH88634(以下簡(jiǎn)稱COIC)作為電話機(jī)接口芯片。

2 DSP和USB簡(jiǎn)介

TMS320VC5402是定點(diǎn)芯片TMS320C54X系列的一種，是為實(shí)現(xiàn)低功耗和高性能而專門設(shè)計(jì)的定點(diǎn)DSP芯片，主要應(yīng)用在無線通信和語音處理等方面。TMS320VC5402的主要特點(diǎn)包括：處理性能好，運(yùn)算速度達(dá)100MI／s；優(yōu)化的CPU結(jié)構(gòu)，內(nèi)部有1個(gè)40b的算術(shù)邏輯單元，2個(gè)獨(dú)立的40b的加法器，1個(gè)17×17的的乘法器和1個(gè)40b的桶形移位寄存器，有4條內(nèi)部總線和2個(gè)地址產(chǎn)生器；低功耗方式，可以在3．3VI／O電壓和1．8V內(nèi)核電壓下工作；智能外設(shè)，除了標(biāo)準(zhǔn)的串行口和時(shí)分復(fù)用(TDM)串行口外，TMS320VC5402還提供了自動(dòng)緩沖串行口BSP(auto-Buffered Serial Port)和與外部處理器通信的HPI(Host Port Interface)接口；內(nèi)部有16k片內(nèi)RAM和4k片內(nèi)ROM。

TMS320VC5402其獨(dú)特的高性能、低功耗和低價(jià)格優(yōu)勢(shì)，是我們選擇他作為本設(shè)計(jì)的主處理器的原因。

USB自1995年實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化后，經(jīng)過了數(shù)年的飛速發(fā)展，已經(jīng)從最初1．0規(guī)范發(fā)展到現(xiàn)在的2．o規(guī)范，最大傳輸速率可達(dá)480Mb／s。本設(shè)計(jì)使用的USBN9603支持USBl．1規(guī)范，低速傳輸速率為1．5Mb／s，全速傳輸速率為12Mb／s。USB提供了4種傳輸方式，以適應(yīng)各種設(shè)備的需要。這4種傳輸方式分別是控制傳輸、等時(shí)傳輸、中斷傳輸和批量傳輸。

NS的USBN9603是一個(gè)集成的USB端點(diǎn)控制器，具有增強(qiáng)的DMA功能。USBN9603集成了一個(gè)帶有3．3V的調(diào)節(jié)器的收發(fā)器，1個(gè)SIE(串行接口引擎)，1個(gè)8 b并行接口，1個(gè)時(shí)鐘發(fā)生器和1個(gè)MICROWIRE／PLUS接口。USBN9603可以進(jìn)行7個(gè)端點(diǎn)的數(shù)據(jù)傳輸，除了端點(diǎn)。必須為控制傳輸端點(diǎn)以外，其他的6個(gè)端點(diǎn)可以被配置成中斷傳輸端點(diǎn)、批量傳輸端點(diǎn)或者等時(shí)傳輸端點(diǎn)；每一個(gè)端點(diǎn)都有一個(gè)專門的FIFO，控制端點(diǎn)的FIFO長度為8B，其他的為64B。8 b并行接口可以支持多路復(fù)用或者非多路復(fù)用2種與CPU的接口方式。USBN9603的突出特點(diǎn)為：低EMI(電磁干擾)，低等待電流，24M晶振，增強(qiáng)的DMA功能；可使用5V或3．3V電源；總線操作具有異步喚醒的全速靜態(tài)HALT模式；改進(jìn)的3．3V電壓輸入的電壓調(diào)節(jié)器，所有非雙向端點(diǎn)都有64B的FIFO；外部控制器接口簡(jiǎn)單，編程方便。

3 語音傳輸的思想

本設(shè)計(jì)的目的是給普通電話機(jī)和PC機(jī)之間提供一個(gè)數(shù)字接口。在本設(shè)計(jì)中，PC機(jī)是主機(jī)，DSP系統(tǒng)是USB設(shè)備。

當(dāng)有來電時(shí)，COIC向DSP申請(qǐng)中斷，DSP收到中斷后就使用USB的中斷傳輸向主機(jī)報(bào)告有來電，主機(jī)應(yīng)用軟件會(huì)彈出一個(gè)對(duì)話框要求用戶選擇摘機(jī)還是拒接，同時(shí)耳機(jī)或音箱里會(huì)傳出電話鈴聲，如果選擇摘機(jī)，主機(jī)就會(huì)使用USB的控制傳輸發(fā)送一個(gè)摘機(jī)命令給DSP，DSP在接到命令后就會(huì)接通電話，同時(shí)啟動(dòng)CODEC，然后語音數(shù)據(jù)就通過USB的等時(shí)傳輸(也叫同步傳輸)進(jìn)行雙向傳送，而主機(jī)用戶插上耳機(jī)(或音箱)和話筒就可以與電話另一端通話，通話完畢，主機(jī)發(fā)送一個(gè)掛機(jī)命令給DSP。如果選擇拒接，主機(jī)就發(fā)送一個(gè)拒接命令給DSP，DSP會(huì)執(zhí)行相應(yīng)的動(dòng)作。

當(dāng)用戶需要往外撥號(hào)時(shí)，也無需拿起電話機(jī)，只要在應(yīng)用軟件中選擇撥號(hào)功能，輸入被叫號(hào)碼，點(diǎn)擊確認(rèn)鍵即可。剩下來的執(zhí)行過程與有來電時(shí)的情況是一樣的。