用AC4830xC和TCM38C17實現(xiàn)四路語音編解碼系統(tǒng)

關(guān)鍵詞：AC4830xC-C；TCM38C17；語音編解碼

１ 引言

ＡＣ４８３０ｘＣ－Ｃ系列芯片是美國ＡｕｄｉｏＣｏｄｅｓ公司出品的一種語音專用芯片，它可以將ＰＣＭ語音碼流按照需要壓縮成多種碼率的語音信號，ＡＣ４８３０ｘＣ－Ｃ具有多通道語音傳輸功能，各通道的操作相互獨立。該芯片在語音通信，特別是ＩＰ電話系統(tǒng)中具有廣泛的應(yīng)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現(xiàn)四路語音編解碼的系統(tǒng)設(shè)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個語音通道，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)行語音系統(tǒng)設(shè)計時，利用ＡＣ４８３０ｘＣ－Ｃ芯片可以將ＰＣＭ語音碼流根據(jù)實際需要壓縮成如下多種碼率的語音信號：

（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。

在接收到語音ＰＣＭ碼流或者傳真數(shù)據(jù)以后，ＡＣ４８３０ｘＣ－Ｃ首先進(jìn)行輸入增益控制和回波抵消，然后區(qū)分具體的業(yè)務(wù)類型是語音數(shù)據(jù)還是傳真數(shù)據(jù)，如果是語音數(shù)據(jù)，則根據(jù)具體的要求對語音信號進(jìn)行編碼，并將編碼后的數(shù)據(jù)通過主機(jī)接口送出；另一方面，ＡＣ４８３０ｘＣ－Ｃ也將從主機(jī)接口讀入數(shù)據(jù)并加以判斷，如果判斷其為語音數(shù)據(jù)，就將其解碼成ＰＣＭ碼流并通過ＰＣＭ接口送出。

ＡＣ４８３０ｘＣ－Ｃ芯片必須有外圍設(shè)備的支持才能正常工作。它提供了５個外部接口，即主機(jī)接口（ＨＰＩ）、ＰＣＭ接口、時鐘接口、存儲器以及Ｉ／Ｏ接口和仿真測試接口。ＡＣ４８３０ｘＣ－Ｃ的主機(jī)接口為８位并行接口，可用ＤＳＰ通過主機(jī)接口控制ＡＣ４８３０ｘＣ－Ｃ?并與其交換數(shù)據(jù)。

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

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

４　系統(tǒng)硬件設(shè)計

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

在該系統(tǒng)中，當(dāng)信源發(fā)出的模擬語音信號經(jīng)過ＴＣＭ３８Ｃ１７實現(xiàn)ＰＣＭ編碼后，該ＰＣＭ碼流將經(jīng)過ＡＣ４８３０ｘＣ－Ｃ壓縮編碼以形成需要的語音碼流，然后通過ＤＳＰ處理器進(jìn)行控制、調(diào)頻等后續(xù)處理，最終通過串／并轉(zhuǎn)換器送出。另一方面，ＤＳＰ會將從串／并轉(zhuǎn)換器讀入的數(shù)據(jù)通過主機(jī)接口寫入ＡＣ４８３０ｘＣ－Ｃ，并由ＡＣ４８３０ｘＣ－Ｃ對語音碼流進(jìn)行解碼以生成ＰＣＭ碼流，然后再經(jīng)過ＴＣＭ３８Ｃ１７恢復(fù)成模擬語音信號。由于ＡＣ４８３０ｘＣ－Ｃ只提供有一個幀同步信號，因此，本系統(tǒng)中使用了一個計數(shù)器來產(chǎn)生ＴＣＭ３８Ｃ１７芯片所需要的其它三路幀同步信號。

５　系統(tǒng)軟件設(shè)計

該系統(tǒng)軟件主要用于對ＡＣ４８３０ｘＣ－Ｃ進(jìn)行控制，ＡｕｄｉｏＣｏｄｅｓ公司規(guī)定了ＡＣ４８３０ｘＣ－Ｃ的操作方法，并提供了相應(yīng)的初始化內(nèi)核程序和工作程序。工作時，應(yīng)該首先通過ＤＳＰ對ＡＣ４８３０ｘＣ－Ｃ進(jìn)行復(fù)位，復(fù)位成功后，首先寫入內(nèi)核程序，然后寫入工作程序，最后再將這些程序通過ＡＣ４８３０ｘＣ－Ｃ的主機(jī)接口寫入到ＡＣ４８３０ｘＣ－Ｃ。

在下載完工作程序之后，芯片即可開始工作，此時芯片處于初始化模式，其默認(rèn)的編碼碼率為３２ｋｂｐｓ的ＡＤＰＣＭ編碼，設(shè)計者可以對每一路進(jìn)行單獨的模式設(shè)置，包括啟用哪幾路語音通道、調(diào)節(jié)每一個語音信號的幅度、根據(jù)具體的技術(shù)要求選擇相應(yīng)的語音編碼方式等。ＡＣ４８３０ｘＣ－Ｃ每３０ｍｓ讀入一幀語音數(shù)據(jù)，每一幀語音數(shù)據(jù)均會被壓縮編碼成一個語音數(shù)據(jù)包。該數(shù)據(jù)包中包含有語音數(shù)據(jù)和編碼方式的相關(guān)信息，而且傳送數(shù)據(jù)時，這些編碼信息也必須同時被傳送到接收方。

６　結(jié)束語

ＡＣ４８３０ｘＣ－Ｃ是一個功能強(qiáng)大的語音信號處理專用芯片，它提供了多種語音編解碼功能，操作也很方便。本文就是利用其和ＴＣＭ３８Ｃ１７協(xié)同工作，構(gòu)建了多路語音通信的編解碼系統(tǒng)。相信在ＩＰ電話和多媒體通信領(lǐng)域，ＡＣ４８３０ｘＣ－Ｃ等芯片會得到越來越廣泛的應(yīng)用。