用AC4830xC和TCM38C17實(shí)現四路語(yǔ)音編解碼系統

關(guān)鍵詞：AC4830xC-C；TCM38C17；語(yǔ)音編解碼

１ 引言

ＡＣ４８３０ｘＣ－Ｃ系列芯片是美國ＡｕｄｉｏＣｏｄｅｓ公司出品的一種語(yǔ)音專(zhuān)用芯片，它可以將ＰＣＭ語(yǔ)音碼流按照需要壓縮成多種碼率的語(yǔ)音信號，ＡＣ４８３０ｘＣ－Ｃ具有多通道語(yǔ)音傳輸功能，各通道的操作相互獨立。該芯片在語(yǔ)音通信，特別是ＩＰ電話(huà)系統中具有廣泛的應用。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(yǔ)音芯片的基本性能和工作原理，并給出了基于這兩種芯片實(shí)現四路語(yǔ)音編解碼的系統設計方案。

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(gè)語(yǔ)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(yǔ)音系統設計時(shí)，利用ＡＣ４８３０ｘＣ－Ｃ芯片可以將ＰＣＭ語(yǔ)音碼流根據實(shí)際需要壓縮成如下多種碼率的語(yǔ)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(yǔ)音ＰＣＭ碼流或者傳真數據以后，ＡＣ４８３０ｘＣ－Ｃ首先進(jìn)行輸入增益控制和回波抵消，然后區分具體的業(yè)務(wù)類(lèi)型是語(yǔ)音數據還是傳真數據，如果是語(yǔ)音數據，則根據具體的要求對語(yǔ)音信號進(jìn)行編碼，并將編碼后的數據通過(guò)主機接口送出；另一方面，ＡＣ４８３０ｘＣ－Ｃ也將從主機接口讀入數據并加以判斷，如果判斷其為語(yǔ)音數據，就將其解碼成ＰＣＭ碼流并通過(guò)ＰＣＭ接口送出。

ＡＣ４８３０ｘＣ－Ｃ芯片必須有外圍設備的支持才能正常工作。它提供了５個(gè)外部接口，即主機接口（ＨＰＩ）、ＰＣＭ接口、時(shí)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(guò)主機接口控制ＡＣ４８３０ｘＣ－Ｃ?并與其交換數據。

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

此外，ＡＣ４８３０ｘＣ－Ｃ還提供了六種可供選擇的工作時(shí)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(yǔ)音編碼芯片，它可提供模擬語(yǔ)音信號和ＰＣＭ碼流之間的相互轉換功能，同時(shí)集成有Ａ律和Ｕ律兩種標準。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，相當于４片ＴＣＭ２９Ｃ１３的功能。該器件在工作時(shí)，通常需要外部電路為其提供時(shí)鐘信號ＰＣＭＣＬＫ、幀同步信號ＰＣＭＦＳ以及每路語(yǔ)音的具體幀同步信號?其四路協(xié)同工作的工作時(shí)序如圖２所示。

４　系統硬件設計

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

在該系統中，當信源發(fā)出的模擬語(yǔ)音信號經(jīng)過(guò)ＴＣＭ３８Ｃ１７實(shí)現ＰＣＭ編碼后，該ＰＣＭ碼流將經(jīng)過(guò)ＡＣ４８３０ｘＣ－Ｃ壓縮編碼以形成需要的語(yǔ)音碼流，然后通過(guò)ＤＳＰ處理器進(jìn)行控制、調頻等后續處理，最終通過(guò)串／并轉換器送出。另一方面，ＤＳＰ會(huì )將從串／并轉換器讀入的數據通過(guò)主機接口寫(xiě)入ＡＣ４８３０ｘＣ－Ｃ，并由ＡＣ４８３０ｘＣ－Ｃ對語(yǔ)音碼流進(jìn)行解碼以生成ＰＣＭ碼流，然后再經(jīng)過(guò)ＴＣＭ３８Ｃ１７恢復成模擬語(yǔ)音信號。由于ＡＣ４８３０ｘＣ－Ｃ只提供有一個(gè)幀同步信號，因此，本系統中使用了一個(gè)計數器來(lái)產(chǎn)生ＴＣＭ３８Ｃ１７芯片所需要的其它三路幀同步信號。

５　系統軟件設計

該系統軟件主要用于對ＡＣ４８３０ｘＣ－Ｃ進(jìn)行控制，ＡｕｄｉｏＣｏｄｅｓ公司規定了ＡＣ４８３０ｘＣ－Ｃ的操作方法，并提供了相應的初始化內核程序和工作程序。工作時(shí)，應該首先通過(guò)ＤＳＰ對ＡＣ４８３０ｘＣ－Ｃ進(jìn)行復位，復位成功后，首先寫(xiě)入內核程序，然后寫(xiě)入工作程序，最后再將這些程序通過(guò)ＡＣ４８３０ｘＣ－Ｃ的主機接口寫(xiě)入到ＡＣ４８３０ｘＣ－Ｃ。

在下載完工作程序之后，芯片即可開(kāi)始工作，此時(shí)芯片處于初始化模式，其默認的編碼碼率為３２ｋｂｐｓ的ＡＤＰＣＭ編碼，設計者可以對每一路進(jìn)行單獨的模式設置，包括啟用哪幾路語(yǔ)音通道、調節每一個(gè)語(yǔ)音信號的幅度、根據具體的技術(shù)要求選擇相應的語(yǔ)音編碼方式等。ＡＣ４８３０ｘＣ－Ｃ每３０ｍｓ讀入一幀語(yǔ)音數據，每一幀語(yǔ)音數據均會(huì )被壓縮編碼成一個(gè)語(yǔ)音數據包。該數據包中包含有語(yǔ)音數據和編碼方式的相關(guān)信息，而且傳送數據時(shí)，這些編碼信息也必須同時(shí)被傳送到接收方。

６　結束語(yǔ)

ＡＣ４８３０ｘＣ－Ｃ是一個(gè)功能強大的語(yǔ)音信號處理專(zhuān)用芯片，它提供了多種語(yǔ)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，構建了多路語(yǔ)音通信的編解碼系統。相信在ＩＰ電話(huà)和多媒體通信領(lǐng)域，ＡＣ４８３０ｘＣ－Ｃ等芯片會(huì )得到越來(lái)越廣泛的應用。