用AC4830xC和TCM38C17实现四路语音编解码系统
扫描二维码
随时随地手机看文章
关键词：AC4830xC-C；TCM38C17；语音编解码
１ 引言
ＡＣ４８３０ｘＣ－Ｃ系列芯片是美国ＡｕｄｉｏＣｏｄｅｓ公司出品的一种语音专用芯片，它可以将ＰＣＭ语音码流按照需要压缩成多种码率的语音信号，ＡＣ４８３０ｘＣ－Ｃ具有多通道语音传输功能，各通道的操作相互独立。该芯片在语音通信，特别是ＩＰ电话系统中具有广泛的应用。ＴＣＭ３８Ｃ１７则可提供Ａ律和Ｕ律两种不同的ＰＣＭ编码功能，也具有四路相互独立的信道。本文主要介绍这两种语音芯片的基本性能和工作原理，并给出了基于这两种芯片实现四路语音编解码的系统设计方案。
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三种芯片，分别可提供１、２、４个语音通道，而且多通道芯片中的各通道可独立操作，互不干扰。ＡＣ４８３０ｘＣ－Ｃ的基本工作原理如图１所示。
在进行语音系统设计时，利用ＡＣ４８３０ｘＣ－Ｃ芯片可以将ＰＣＭ语音码流根据实际需要压缩成如下多种码率的语音信号：
（１） Ｇ．７１１ ＰＣＭ码率为６４ｋｂｐｓ；
（２） Ｇ．７２６ ＡＤＰＣＭ 码率为１６ｋｂｐｓ～４０ｋｂｐｓ；
（３） Ｇ．７２７ Ｅ－ＡＤＰＣＭ 码率为１６～４０ｋｂｐｓ；
（４） Ｇ．７２９ ＣＳ－ＡＣＥＬＰ 码率为８．０ｋｂｐｓ；
（５）Ｇ．７２３．１ ＭＰ－ＭＬＱ／ＡＣＥＬＰ码率为６．３／５．３ｋｂｐｓ；
（６） ＮｅｔＣｏｄｅｒ 码率为６．４ｋｂｐｓ～９．６ｋｂｐｓ。
在接收到语音ＰＣＭ码流或者传真数据以后，ＡＣ４８３０ｘＣ－Ｃ首先进行输入增益控制和回波抵消，然后区分具体的业务类型是语音数据还是传真数据，如果是语音数据，则根据具体的要求对语音信号进行编码，并将编码后的数据通过主机接口送出；另一方面，ＡＣ４８３０ｘＣ－Ｃ也将从主机接口读入数据并加以判断，如果判断其为语音数据，就将其解码成ＰＣＭ码流并通过ＰＣＭ接口送出。
ＡＣ４８３０ｘＣ－Ｃ芯片必须有外围设备的支持才能正常工作。它提供了５个外部接口，即主机接口（ＨＰＩ）、ＰＣＭ接口、时钟接口、存储器以及Ｉ／Ｏ接口和仿真测试接口。ＡＣ４８３０ｘＣ－Ｃ的主机接口为８位并行接口，可用ＤＳＰ通过主机接口控制ＡＣ４８３０ｘＣ－Ｃ?并与其交换数据。
ＡＣ４８３０ｘＣ－Ｃ的时钟控制部分包括连接在外部的晶体振荡器和内部时钟电路，其工作时钟一般由外部晶体振荡器的振荡频率和内部的ＰＬＬ值决定。设计时，可以通过改变ＰＬＬＭＵＬ寄存器的值来改变其工作时钟。
此外，ＡＣ４８３０ｘＣ－Ｃ还提供了六种可供选择的工作时钟方式，但是要求其工作频率必须控制在９８．３０４～１００ＭＨｚ之间。
３ ＴＣＭ３８Ｃ１７的工作原理
ＴＣＭ３８Ｃ１７是美国德州仪器公司（ＴＩ）生产的ＰＣＭ语音编码芯片，它可提供模拟语音信号和ＰＣＭ码流之间的相互转换功能，同时集成有Ａ律和Ｕ律两种标准。此外，芯片本身还提供了增益控制等功能。该芯片将４路ＰＣＭ芯片集成到了一起，相当于４片ＴＣＭ２９Ｃ１３的功能。该器件在工作时，通常需要外部电路为其提供时钟信号ＰＣＭＣＬＫ、帧同步信号ＰＣＭＦＳ以及每路语音的具体帧同步信号?其四路协同工作的工作时序如图２所示。
４ 系统硬件设计
基于上述两芯片所提供的功能，下面给出一种四路语音编解码系统的实现方案，图３所示是其系统框图。
在该系统中，当信源发出的模拟语音信号经过ＴＣＭ３８Ｃ１７实现ＰＣＭ编码后，该ＰＣＭ码流将经过ＡＣ４８３０ｘＣ－Ｃ压缩编码以形成需要的语音码流，然后通过ＤＳＰ处理器进行控制、调频等后续处理，最终通过串／并转换器送出。另一方面，ＤＳＰ会将从串／并转换器读入的数据通过主机接口写入ＡＣ４８３０ｘＣ－Ｃ，并由ＡＣ４８３０ｘＣ－Ｃ对语音码流进行解码以生成ＰＣＭ码流，然后再经过ＴＣＭ３８Ｃ１７恢复成模拟语音信号。由于ＡＣ４８３０ｘＣ－Ｃ只提供有一个帧同步信号，因此，本系统中使用了一个计数器来产生ＴＣＭ３８Ｃ１７芯片所需要的其它三路帧同步信号。
５ 系统软件设计
该系统软件主要用于对ＡＣ４８３０ｘＣ－Ｃ进行控制，ＡｕｄｉｏＣｏｄｅｓ公司规定了ＡＣ４８３０ｘＣ－Ｃ的操作方法，并提供了相应的初始化内核程序和工作程序。工作时，应该首先通过ＤＳＰ对ＡＣ４８３０ｘＣ－Ｃ进行复位，复位成功后，首先写入内核程序，然后写入工作程序，最后再将这些程序通过ＡＣ４８３０ｘＣ－Ｃ的主机接口写入到ＡＣ４８３０ｘＣ－Ｃ。
在下载完工作程序之后，芯片即可开始工作，此时芯片处于初始化模式，其默认的编码码率为３２ｋｂｐｓ的ＡＤＰＣＭ编码，设计者可以对每一路进行单独的模式设置，包括启用哪几路语音通道、调节每一个语音信号的幅度、根据具体的技术要求选择相应的语音编码方式等。ＡＣ４８３０ｘＣ－Ｃ每３０ｍｓ读入一帧语音数据，每一帧语音数据均会被压缩编码成一个语音数据包。该数据包中包含有语音数据和编码方式的相关信息，而且传送数据时，这些编码信息也必须同时被传送到接收方。
６ 结束语
ＡＣ４８３０ｘＣ－Ｃ是一个功能强大的语音信号处理专用芯片，它提供了多种语音编解码功能，操作也很方便。本文就是利用其和ＴＣＭ３８Ｃ１７协同工作，构建了多路语音通信的编解码系统。相信在ＩＰ电话和多媒体通信领域，ＡＣ４８３０ｘＣ－Ｃ等芯片会得到越来越广泛的应用。
下载文档
