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用AC4830xC和TCM38C17實現四路語音編解碼系統
摘要：AC4830xC-C是美國AudioCodes公司生產的語音專用芯片，它支持多種碼率的語音編解碼國際標準，同時可提供傳真和數據中繼功能。而TCM38C17則是美國TI公司的語音PCM編碼芯片。文章介紹了兩種芯片的基本性能及工作原理，并給出了一種基于這兩種芯片設計的四路語音編解碼系統的實現方案。關鍵詞：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電話系統中具有廣泛的應用。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四路語音編解碼的系統設計方案。
２ＡＣ４８３０ｘＣ－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。
在進行語音系統設計時，利用ＡＣ４８３０ｘＣ－Ｃ芯片可以將ＰＣＭ語音碼流根據實際需要壓縮成如下多種碼率的語音信號：
（１）Ｇ．７１１ＰＣＭ碼率為６４ｋｂｐｓ；
（２）Ｇ．７２６ＡＤＰＣＭ碼率為１６ｋｂｐｓ～４０ｋｂｐｓ；
（３）Ｇ．７２７Ｅ－ＡＤＰＣＭ碼率為１６～４０ｋｂｐｓ；
（４）Ｇ．７２９ＣＳ－ＡＣＥＬＰ碼率為８．０ｋｂｐｓ；
（５）Ｇ．７２３．１ＭＰ－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碼流或者傳真數據以后，ＡＣ４８３０ｘＣ－Ｃ首先進行輸入增益控制和回波抵消，然后區分具體的業務類型是語音數據還是傳真數據，如果是語音數據，則根據具體的要求對語音信號進行編碼，并將編碼后的數據通過主機接口送出；另一方面，ＡＣ４８３０ｘＣ－Ｃ也將從主機接口讀入數據并加以判斷，如果判斷其為語音數據，就將其解碼成ＰＣＭ碼流并通過ＰＣＭ接口送出。
ＡＣ４８３０ｘＣ－Ｃ芯片必須有外圍設備的支持才能正常工作。它提供了５個外部接口，即主機接口（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的主機接口為８位并行接口，可用ＤＳＰ通過主機接口控制ＡＣ４８３０ｘＣ－Ｃ?并與其交換數據。
ＡＣ４８３０ｘＣ－Ｃ的時鐘控制部分包括連接在外部的晶體振蕩器和內部時鐘電路，其工作時鐘一般由外部晶體振蕩器的振蕩頻率和內部的ＰＬＬ值決定。設計時，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。
３ＴＣＭ３８Ｃ１７的工作原理
ＴＣＭ３８Ｃ１７是美國德州儀器公司（ＴＩ）生產的ＰＣＭ語音編碼芯片，它可提供模擬語音信號和ＰＣＭ碼流之間的相互轉換功能，同時集成有Ａ律和Ｕ律兩種標準。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?其四路協同工作的工作時序如圖２所示。
４系統硬件設計
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的實現方案，圖３所示是其系統框圖。
在該系統中，當信源發出的模擬語音信號經過ＴＣＭ３８Ｃ１７實現ＰＣＭ編碼后，該ＰＣＭ碼流將經過ＡＣ４８３０ｘＣ－Ｃ壓縮編碼以形成需要的語音碼流，然后通過ＤＳＰ處理器進行控制、調頻等后續處理，最終通過串／并轉換器送出。另一方面，ＤＳＰ會將從串／并轉換器讀入的數據通過主機接口寫入ＡＣ４８３０ｘＣ－Ｃ，并由ＡＣ４８３０ｘＣ－Ｃ對語音碼流進行解碼以生成ＰＣＭ碼流，然后再經過ＴＣＭ３８Ｃ１７恢復成模擬語音信號。由于ＡＣ４８３０ｘＣ－Ｃ
只提供有一個幀同步信號，因此，本系統中使用了一個計數器來產生ＴＣＭ３８Ｃ１７芯片所需要的其它三路幀同步信號。
５系統軟件設計
該系統軟件主要用于對ＡＣ４８３０ｘＣ－Ｃ進行控制，ＡｕｄｉｏＣｏｄｅｓ公司規定了ＡＣ４８３０ｘＣ－Ｃ的操作方法，并提供了相應的初始化內核程序和工作程序。工作時，應該首先通過ＤＳＰ對ＡＣ４８３０ｘＣ－Ｃ進行復位，復位成功后，首先寫入內核程序，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，其默認的編碼碼率為３２ｋｂｐｓ的ＡＤＰＣＭ編碼，設計者可以對每一路進行單獨的模式設置，包括啟用哪幾路語音通道、調節每一個語音信號的幅度、根據具體的技術要求選擇相應的語音編碼方式等。ＡＣ４８３０ｘＣ－Ｃ每３０ｍｓ讀入一幀語音數據，每一幀語音數據均會被壓縮編碼成一個語音數據包。該數據包中包含有語音數據和編碼方式的相關信息，而且傳送數據時，這些編碼信息也必須同時被傳送到接收方。
６結束語
ＡＣ４８３０ｘＣ－Ｃ是一個功能強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協同工作，構建了多路語音通信的編解碼系統。相信在ＩＰ電話和多媒體通信領域，ＡＣ４８３０ｘＣ－Ｃ等芯片會得到越來越廣泛的應用。
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