基于DSP的USB語(yǔ)音傳輸接口設計

USB把所有的輸入和輸出外設都置于機箱之外，而不用任何擴展槽。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(mǎn)足PC機發(fā)展的現在和未來(lái)的需要。本設計就是充分發(fā)揮了USB這些優(yōu)點(diǎn)，利用當今先進(jìn)的電子技術(shù)研制出來(lái)的一種新型的高性能的語(yǔ)音傳輸接口裝置。

本設計選用TI公司的TMS320VC5402(以下簡(jiǎn)稱(chēng)DSP，Digital Signal Processor)作為本設計的主控制器芯片，NS公司的USBN9603(以下簡(jiǎn)稱(chēng)USB，Universal Serial Bus)作為USB控制器芯片，NEWAVE公司的NWl034(以下簡(jiǎn)稱(chēng)CODEC)作為語(yǔ)音編解碼器芯片，MITEI。公司的MH88634(以下簡(jiǎn)稱(chēng)COIC)作為電話(huà)機接口芯片。

2 DSP和USB簡(jiǎn)介

TMS320VC5402是定點(diǎn)芯片TMS320C54X系列的一種，是為實(shí)現低功耗和高性能而專(zhuān)門(mén)設計的定點(diǎn)DSP芯片，主要應用在無(wú)線(xiàn)通信和語(yǔ)音處理等方面。TMS320VC5402的主要特點(diǎn)包括：處理性能好，運算速度達100MI／s；優(yōu)化的CPU結構，內部有1個(gè)40b的算術(shù)邏輯單元，2個(gè)獨立的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條內部總線(xiàn)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內核電壓下工作；智能外設，除了標準的串行口和時(shí)分復用(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；內部有16k片內RAM和4k片內ROM。

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

USB自1995年實(shí)現標準化后，經(jīng)過(guò)了數年的飛速發(fā)展，已經(jīng)從最初1．0規范發(fā)展到現在的2．o規范，最大傳輸速率可達480Mb／s。本設計使用的USBN9603支持USBl．1規范，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，以適應各種設備的需要。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，具有增強的DMA功能。USBN9603集成了一個(gè)帶有3．3V的調節器的收發(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)的數據傳輸，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(zhuān)門(mén)的FIFO，控制端點(diǎn)的FIFO長(cháng)度為8B，其他的為64B。8 b并行接口可以支持多路復用或者非多路復用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，增強的DMA功能；可使用5V或3．3V電源；總線(xiàn)操作具有異步喚醒的全速靜態(tài)HALT模式；改進(jìn)的3．3V電壓輸入的電壓調節器，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(yǔ)音傳輸的思想

本設計的目的是給普通電話(huà)機和PC機之間提供一個(gè)數字接口。在本設計中，PC機是主機，DSP系統是USB設備。

當有來(lái)電時(shí)，COIC向DSP申請中斷，DSP收到中斷后就使用USB的中斷傳輸向主機報告有來(lái)電，主機應用軟件會(huì )彈出一個(gè)對話(huà)框要求用戶(hù)選擇摘機還是拒接，同時(shí)耳機或音箱里會(huì )傳出電話(huà)鈴聲，如果選擇摘機，主機就會(huì )使用USB的控制傳輸發(fā)送一個(gè)摘機命令給DSP，DSP在接到命令后就會(huì )接通電話(huà)，同時(shí)啟動(dòng)CODEC，然后語(yǔ)音數據就通過(guò)USB的等時(shí)傳輸(也叫同步傳輸)進(jìn)行雙向傳送，而主機用戶(hù)插上耳機(或音箱)和話(huà)筒就可以與電話(huà)另一端通話(huà)，通話(huà)完畢，主機發(fā)送一個(gè)掛機命令給DSP。如果選擇拒接，主機就發(fā)送一個(gè)拒接命令給DSP，DSP會(huì )執行相應的動(dòng)作。

當用戶(hù)需要往外撥號時(shí)，也無(wú)需拿起電話(huà)機，只要在應用軟件中選擇撥號功能，輸入被叫號碼，點(diǎn)擊確認鍵即可。剩下來(lái)的執行過(guò)程與有來(lái)電時(shí)的情況是一樣的。