基于DSP TMS320VC5402數(shù)字多功能板的實(shí)現(xiàn)

1、基于dsp tms320vc5402數(shù)字多功能板的實(shí)現(xiàn)音板(tone)、主叫號(hào)碼顯示板、多頻互控板、雙音頻接收器板等是程控交換機(jī)重要的公共設(shè)備。這些設(shè)備在程控交換機(jī)中是一塊塊不同的硬件單板，這些單板都是以專用(ic)來(lái)實(shí)現(xiàn)其功能的。但要增強(qiáng)單板業(yè)務(wù)功能或單板所用ic停產(chǎn)時(shí)，單板生產(chǎn)廠家需要重新設(shè)計(jì)硬件。這樣就會(huì)增強(qiáng)研發(fā)成本和風(fēng)險(xiǎn)?；诖耍槍?duì)交換機(jī)的特點(diǎn)，以數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)為核心，開(kāi)發(fā)一種基于的數(shù)字多功能板。該板是一個(gè)dsp硬件單板平臺(tái)，可提供多種對(duì)外接口，通過(guò)采納不同的dsp算法和微控制器程序，處理交換機(jī)所需的各種信號(hào)，完成各個(gè)單板功能，這樣便于維護(hù)和升級(jí)，節(jié)省開(kāi)發(fā)費(fèi)用，縮短開(kāi)發(fā)周期。這里以

2、實(shí)現(xiàn)音板的詳細(xì)過(guò)程為例舉行具體闡述。2 數(shù)字多功能板架構(gòu)和工作原理21 數(shù)字多功能板的整體架構(gòu)該數(shù)字多功能板的架構(gòu)分為控制單元和功能單元兩大部分，l所示。微控制器除控制該模塊的dsp外，對(duì)外可提供驅(qū)動(dòng)后的cpu，dsp則提供多通道緩沖串口mcbsp(muhi channel buffer serial)和主機(jī)并行接口hpi(host parallel in-terface)，此外還需35 v和33 v電源輸入接口。以mcu為核心控制單元，負(fù)責(zé)與處理機(jī)及控制臺(tái)pc機(jī)通信，通過(guò)hpi下載dsp代碼到dsp中，并監(jiān)控dsp運(yùn)行；控制交換網(wǎng)mcv器件，完成動(dòng)態(tài)時(shí)隙分配和2 mbits與8 mbits之

3、間的轉(zhuǎn)換；同時(shí)可控制mcu擴(kuò)展總線上其他器件的工作。以dsp為核心功能單元，處理來(lái)自8 m位的tdm音頻碼流，實(shí)現(xiàn)詳細(xì)功能。如要實(shí)現(xiàn)音板功能，則dsp讀取、發(fā)送音信號(hào)編碼數(shù)據(jù)，并控制斷續(xù)比，在各時(shí)隙循環(huán)發(fā)送相應(yīng)音信號(hào)；接收用戶自定義音數(shù)據(jù)，寫入flash，替代預(yù)置語(yǔ)音，并控制白定義音的刪除、flash的所有擦除，實(shí)現(xiàn)靈便修改。22 數(shù)字多功能板的軟硬件接口數(shù)字多功能板對(duì)外提供經(jīng)驅(qū)動(dòng)的mcu標(biāo)準(zhǔn)總線、串行通信接口、多通道緩沖串口等。其中，串行通信接口作為mcu和dsp程序的下載串口；mcbsp位2條8 m位的tdm碼流輸入輸出數(shù)字多功能板的通道。用戶可自行定義。數(shù)字多功能板mcu軟件與pc機(jī)下載

4、軟件之間的串行通信協(xié)議。電路板設(shè)計(jì)為4層布線，模塊化形式。各接口的對(duì)外銜接采納254 mm間距的標(biāo)準(zhǔn)，以提高其互連性。與pc機(jī)的串口銜接用法一般串口線，從數(shù)字多功能板的9針插座銜接至pc機(jī)的com端口9針插座。23 數(shù)字多功能板的工作原理該數(shù)字多功能板的工作原理具體分析如下：(1)代碼下載與在線修改mcu通過(guò)dsp(tms320vc5402)的hpi接口與其通信。dsp程序代碼作為常數(shù)段存儲(chǔ)在片內(nèi)程序存儲(chǔ)器或片外數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器中，由單片機(jī)經(jīng)hpi下載到dsp片內(nèi)ram中執(zhí)行。通過(guò)執(zhí)行代碼，dsp完成音信號(hào)發(fā)送(包括語(yǔ)音現(xiàn)場(chǎng)更新)功能。mcu器件特性和電路設(shè)計(jì)使得單片機(jī)的片內(nèi)程序存儲(chǔ)器或片外數(shù)據(jù)存儲(chǔ)

5、器內(nèi)容可在線修改，新代碼可由pc機(jī)從com口下載到單板中。(2)音信號(hào)發(fā)送 音信號(hào)原始數(shù)據(jù)預(yù)先存儲(chǔ)在dsp外掛的flash中，dsp按一定規(guī)章讀出，由多路緩沖串口mcbsp以8m位速率tdm碼流形式輸出。(3)語(yǔ)音現(xiàn)場(chǎng)更新 用戶把錄好的語(yǔ)音以wav文件形式輸入pc機(jī)程序，再將其轉(zhuǎn)換為所需格式，經(jīng)pc機(jī)com端口把該文件傳給mcu，再轉(zhuǎn)給dsp，由dsp終于寫入flash。要求待更新板處于備用狀態(tài)。24 元器件選型為實(shí)現(xiàn)數(shù)字多功能板，就要選用恰當(dāng)?shù)脑骷?，如：微控制器、dsp、flash、串行接口等。 dsp選用tms320vc5402，它是目前較為通用的高性價(jià)比16位定點(diǎn)dsp，具有100 m

6、is的處理能力；mcu選用sst89c58，它內(nèi)部具有2個(gè)flash塊，以實(shí)現(xiàn)單片機(jī)和dsp程序固件在線修改，其命令兼容于mcs51系列單片機(jī)。便于開(kāi)發(fā)應(yīng)用；flash選用16 m位、32 m位、64 m位封裝基本兼容的33 v的存儲(chǔ)器te28f160c3。rs-232接口采納單路器件max3221e該器件能承受15 kv靜電沖擊，且在實(shí)際用法中不易損壞。3 詳細(xì)實(shí)現(xiàn)及分析該數(shù)字多功能板的音板程序采納編寫的，主要包括：與處理機(jī)通信，控制交換網(wǎng)絡(luò)，通過(guò) hpi接口下載dsp程序代碼，以及接收dsp檢測(cè)到的號(hào)碼，即mcu mcs51的程序和dsp tms320vc5402的程序。在dsp編程時(shí)，用

7、到tms3-20vc5509的數(shù)字信號(hào)處理函數(shù)庫(kù)dsplib。dsplib包括常用的數(shù)字信號(hào)處理甬?dāng)?shù)，所有函數(shù)用匯編語(yǔ)言編寫，優(yōu)化程度很高，并且能被c程序調(diào)用，極大便利程序編程。圖2是音頻信息處理流程，指令“1”表示銜接時(shí)隙，按照指令中的音號(hào)(若用于sp30，先做轉(zhuǎn)換)控制交換網(wǎng)絡(luò)器件，完成出入8 m hw時(shí)隙的交換；指令“4”表示斷開(kāi)銜接時(shí)隙通道：指令“8”表示復(fù)位，上報(bào)指令8作為回應(yīng)。測(cè)試主要是測(cè)試接口信號(hào)。即通過(guò)或pcm測(cè)試儀把每一個(gè)時(shí)隙的音放出來(lái)。通過(guò)測(cè)試看到該多功能板可提供4路或8路的模擬載波中繼，各種信號(hào)音及測(cè)試音符合郵電部電話交換設(shè)備總技術(shù)規(guī)范書要求。23 數(shù)字多功能板的工作原理

8、該數(shù)字多功能板的工作原理具體分析如下：(1)代碼下載與在線修改mcu通過(guò)dsp(tms320vc5402)的hpi接口與其通信。dsp程序代碼作為常數(shù)段存儲(chǔ)在單片機(jī)片內(nèi)程序存儲(chǔ)器或片外數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器中，由單片機(jī)經(jīng)hpi下載到dsp片內(nèi)ram中執(zhí)行。通過(guò)執(zhí)行代碼，dsp完成音信號(hào)發(fā)送(包括語(yǔ)音現(xiàn)場(chǎng)更新)功能。mcu器件特性和電路設(shè)計(jì)使得單片機(jī)的片內(nèi)程序存儲(chǔ)器或片外數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器內(nèi)容可在線修改，新代碼可由pc機(jī)從com口下載到單板中。(2)音信號(hào)發(fā)送 音信號(hào)原始數(shù)據(jù)預(yù)先存儲(chǔ)在dsp外掛的flash中，dsp按一定規(guī)章讀出，由多路緩沖串口mcbsp以8m位速率tdm碼流形式輸出。(3)語(yǔ)音現(xiàn)場(chǎng)更新 用戶把錄

9、好的語(yǔ)音以wav文件形式輸入pc機(jī)程序，再將其轉(zhuǎn)換為所需格式，經(jīng)pc機(jī)com端口把該文件傳給mcu，再轉(zhuǎn)給dsp，由dsp終于寫入flash。要求待更新板處于備用狀態(tài)。24 元器件選型為實(shí)現(xiàn)數(shù)字多功能板，就要選用恰當(dāng)?shù)脑骷纾何⒖刂破?、dsp、flash、串行接口等。 dsp選用tms320vc5402，它是目前較為通用的高性價(jià)比16位定點(diǎn)dsp，具有100 mis的處理能力；mcu選用sst89c58，它內(nèi)部具有2個(gè)flash塊，以實(shí)現(xiàn)單片機(jī)和dsp程序固件在線修改，其命令兼容于mcs51系列單片機(jī)。便于開(kāi)發(fā)應(yīng)用；flash選用16 m位、32 m位、64 m位封裝基本兼容的33 v的存

10、儲(chǔ)器te28f160c3。rs-232接口采納單路器件max3221e該器件能承受15 kv靜電沖擊，且在實(shí)際用法中不易損壞。3 詳細(xì)實(shí)現(xiàn)及分析該數(shù)字多功能板的音板程序采納c語(yǔ)言編寫的，主要包括：與處理機(jī)通信，控制交換網(wǎng)絡(luò)，通過(guò) hpi接口下載dsp程序代碼，以及接收dsp檢測(cè)到的號(hào)碼，即mcu mcs51的程序和dsp tms320vc5402的程序。在dsp編程時(shí)，用到tms3-20vc5509的數(shù)字信號(hào)處理函數(shù)庫(kù)dsplib。dsplib包括常用的數(shù)字信號(hào)處理甬?dāng)?shù)，所有函數(shù)用匯編語(yǔ)言編寫，優(yōu)化程度很高，并且能被c程序調(diào)用，極大便利程序編程。圖2是音頻信息處理流程，指令“1”表示銜接時(shí)隙，按照指令中的音號(hào)(若用于sp30，先做轉(zhuǎn)換)控制交換網(wǎng)絡(luò)