采用ARM9處理器S3C2410的數字多路語(yǔ)音記錄器設計

1． 引言

數字多路語(yǔ)音記錄器在安全、監控方面有很多應用。一些傳統的設計方案基于工控機，用數據采集卡實(shí)現語(yǔ)音的A/D轉換，用軟件實(shí)現語(yǔ)音編解碼，這種方案成本高、功耗大。如果采用嵌入式的設計方案，可以實(shí)現同樣的功能，并且具有低成本，低功耗的特點(diǎn)。

普通的低成本嵌入式處理器性能不高，不足以實(shí)現多路語(yǔ)音的實(shí)時(shí)編碼、解碼，需要用專(zhuān)門(mén)的語(yǔ)音處理芯片完成這一工作?；贒SP自主設計語(yǔ)音編碼器是一種方法，但工作量大。AC48304廣泛應用于各種小型VOIP網(wǎng)關(guān)中，價(jià)格低廉，是一種很好的替代方案。同時(shí)AC48304還具有DTMF識別和靜音檢測等功能，便于實(shí)現電話(huà)號碼識別和語(yǔ)音的自動(dòng)記錄。

ARM是一種應用廣泛的嵌入式處理器，Samsung、Atmel等廠(chǎng)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(jià)格低、性?xún)r(jià)比高，向下取代了大量單片機的應用，向上滲透高端嵌入式處理器的市場(chǎng)。在本多路語(yǔ)音記錄器中，采用了Samsung的ARM9處理器S3C2410，操作系統則采用了嵌入式linux。

2． 系統結構

語(yǔ)音記錄器包括語(yǔ)音處理模塊、ARM系統模塊、硬盤(pán)記錄模塊、網(wǎng)絡(luò )接口模塊幾個(gè)部分。為使系統配置靈活，將系統設計為主控板和擴展板兩個(gè)部分，在主控板上實(shí)現16路語(yǔ)音通道，另設計一個(gè)16通道的語(yǔ)音擴展板，整個(gè)系統可以用4的倍數進(jìn)行語(yǔ)音通道的擴展，最多達到32個(gè)語(yǔ)音通道。計算機控制部分集成S3C2410 處理器、64MB SDRAM及16MB 的FLASH，構成一個(gè)嵌入式小系統。

語(yǔ)音CODEC采用AMD的LE58QL021，該器件是3.3V單電壓用戶(hù)線(xiàn)語(yǔ)音處理器，在小型語(yǔ)音網(wǎng)關(guān)中是AC48304的常用搭配，支持4通道語(yǔ)音AD/DA，支持E1 PCM Highway，能與AC48304實(shí)現無(wú)縫連接。LE58QL021的工作模式可軟件編程控制，ARM通過(guò)MPI（Microprocessor Interface）串行控制總線(xiàn)設置LE58QL021的各種工作參數。

基于DM9000網(wǎng)絡(luò )控制器，系統實(shí)現10/100Mbps自適應以太網(wǎng)接口，Linux操作系統提供設備驅動(dòng)支持。IDE接口則是由一片CPLD實(shí)現，硬盤(pán)用于語(yǔ)音的本地記錄。主要部分電路原理見(jiàn)圖1。



圖1 語(yǔ)音處理模塊的硬件電路原理圖

3． AC48304語(yǔ)音處理器

AC48304是AudioCodes公司基于DSP設計的一個(gè)四通道語(yǔ)音處理器，支持多種標準、多種碼率的G系列語(yǔ)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(yǔ)音信號處理功能。在系統中，ARM通過(guò)CPU局部總線(xiàn)實(shí)現對AC48304的控制及數據交換。AC48304與LE58QL021之間通過(guò)E1 PCM Highway接口實(shí)現多通道數字語(yǔ)音接口。E1接口由2.048Mhz時(shí)鐘驅動(dòng)，有031共32個(gè)8位時(shí)隙，工作時(shí)序如圖2所示。



圖2 PCM Highway時(shí)序