用AC4830xC和TCM38C17实现四路语音编解码系统

2007-03-09 19:03:27来源: 互联网 关键字:实现  解码  系统
摘要:AC4830xC-C是美国AudioCodes公司生产的语音专用芯片,它支持多种码率的语音编解码国际标准,同时可提供传真和数据中继功能。而TCM38C17则是美国TI公司的语音PCM编码芯片。文章介绍了两种芯片的基本性能及工作原理,并给出了一种基于这两种芯片设计的四路语音编解码系统实现方案。 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。

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