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多媒體網(wǎng)關(guān)系統(tǒng)中模擬電話語(yǔ)音卡的設(shè)計(jì)
摘要：介紹多媒體網(wǎng)關(guān)中模擬電話語(yǔ)音卡的軟硬件設(shè)計(jì)。一個(gè)基于TMS320VC5402處理器、AM79（SLIC）用戶線路接口芯片和AM79Q02（SLAC）用戶音頻處理芯片及PCI9052 PCI橋接芯片的模擬電話語(yǔ)音卡的設(shè)計(jì)。目前，熱點(diǎn)的CTI（計(jì)算機(jī)電話集成）應(yīng)用有媒體網(wǎng)關(guān)、IP電話、IP傳真等。軟交換有時(shí)又稱為呼叫服務(wù)器或媒體網(wǎng)關(guān)控制器。軟交換的基本概念是把呼叫控制功能從傳輸層（媒體網(wǎng)關(guān)）中分離出來(lái)。通過(guò)服務(wù)器上的軟件實(shí)現(xiàn)基本呼叫控制功能，如呼叫選路、管理控制、信令互通。由于把呼叫控制與呼叫傳輸分離開來(lái)，為控制、交換和軟件可編程功能建立分離的平面，使業(yè)務(wù)提供者可以方便地將傳輸業(yè)務(wù)與控制協(xié)議結(jié)合起來(lái)，實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)轉(zhuǎn)移。
電話語(yǔ)音卡是構(gòu)筑各種CTI應(yīng)用系統(tǒng)的基礎(chǔ)，它是一種用于電腦并能夠?qū)崿F(xiàn)語(yǔ)音處理電腦插件。電話語(yǔ)音卡（簡(jiǎn)稱語(yǔ)音卡）的主要功能是：通過(guò)計(jì)算機(jī)與電信網(wǎng)相連，提供撥號(hào)、振鈴檢測(cè)與控制摘掛機(jī)、信令檢測(cè)、轉(zhuǎn)接內(nèi)線、監(jiān)控錄音、傳真、數(shù)據(jù)傳輸、主叫號(hào)偵測(cè)等服務(wù)功能。作為實(shí)現(xiàn)語(yǔ)音處理的功能部件，語(yǔ)音卡一般都有與電話網(wǎng)的接口。與電話網(wǎng)不同的接口類型，可分為模擬語(yǔ)音卡和數(shù)字語(yǔ)音卡。
以下將介紹一個(gè)基于TMS320VC5402處理器（簡(jiǎn)稱DSP5402）、AM79R79（SLIC）用戶線路接口芯片和AM79Q02（SLAC）用戶音頻處理芯片及PCI9052 PCI橋接芯片所構(gòu)成的模擬電話語(yǔ)音卡設(shè)計(jì)。
1 系統(tǒng)總體方案
在設(shè)計(jì)中，電話語(yǔ)音卡實(shí)現(xiàn)了16路話音的連續(xù)控制和成幀功能。系統(tǒng)通過(guò)PCI總線與DSP5402交互，對(duì)單板進(jìn)行維護(hù)和管理；語(yǔ)音業(yè)務(wù)通過(guò)TDM（時(shí)分多路復(fù)用）總線連接；單板內(nèi)部則由DSP5402完成對(duì)語(yǔ)音的連接控制和成幀功能�？傮w設(shè)計(jì)框圖如圖1所示。
2 硬件電路的設(shè)計(jì)
2.1 DSP5402簡(jiǎn)介
DSP5402是TI公司的54x系列16bit定點(diǎn)DSP，具有低功耗、高性價(jià)比的特點(diǎn)。具體特點(diǎn)如下：擴(kuò)展地址模式最大可址到1M×16bit外部程序空間，4K×16bit片上ROM，16K×16bit片上雙口RAM；指令集支持單指令循環(huán)和塊循環(huán)，存儲(chǔ)塊移動(dòng)指令提供高效的程序和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器管理；片上硬件資源包括軟件可編程等待狀態(tài)發(fā)生器和可編程存儲(chǔ)單元轉(zhuǎn)換，連接內(nèi)部振蕩器或外部時(shí)鐘源的鎖相環(huán)（PLL）時(shí)鐘發(fā)生器，兩個(gè)多通道緩沖串口（McBPs），增強(qiáng)型8bit并行主機(jī)接口（HPI8），兩個(gè)16bit定時(shí)器，6通道直接存儲(chǔ)器訪問(wèn)（DMA）控制器；工作電源有3.3V和1.8V（內(nèi)核）；在3.3V供電（1.8V核心電壓）下單周期定點(diǎn)指令的執(zhí)行周期可達(dá)10ns（100MIPS）。
設(shè)計(jì)中DSP5402一方面通過(guò)PCI總線完成與主機(jī)的通信、數(shù)據(jù)交換，另一方面完成對(duì)語(yǔ)音的接續(xù)與成幀功能的控制，以及信號(hào)和信令處理功能。
因此DSP5402外圍設(shè)計(jì)分兩部分：
（1）DSP5402與PCI9052的硬件接口
完成DSP5402的HPI總線與PCI9052 LOCAL本地總線連接，主機(jī)從而可以通過(guò)PCI總線與DSP5402進(jìn)行通信。首先通過(guò)HPI對(duì)DSP5402進(jìn)行程序加載并啟動(dòng)，然后完成對(duì)語(yǔ)音板的監(jiān)控操作。
當(dāng)DSP5402與主機(jī)（HOST）交換信息時(shí)，HPI是主機(jī)的一個(gè)外圍設(shè)備。它有如下特點(diǎn)：可訪問(wèn)所有片內(nèi)RAM空間、HOST訪問(wèn)總是與DSP5402時(shí)鐘同步、HOST和DSP5402均可訪問(wèn)片內(nèi)RAM。
PLX公司的PCI總線控制芯片PCI9052完成PCI總線高速信號(hào)與LOCAL側(cè)本地設(shè)備資源的信息交互。它提供了本地總線與PCI總線的接口，避免用戶直接面對(duì)復(fù)雜的PCI總線協(xié)議，提供高性能的從目標(biāo)PCI接口板卡與PCI總線的連接；支持寬速率范圍的本地總線，最高可達(dá)132 Mbps的傳輸速率；對(duì)PCI9052編程可實(shí)現(xiàn)復(fù)用/非復(fù)用的8位、16位、32位的本地總線接口。
設(shè)計(jì)中PCI9052本地總線采用非復(fù)用8位模式與HPI8總線匹配，CPLD完成PCI本地總線與DSP5402的HPI總線互連，如圖2所示。其中具體信號(hào)定義如下：PCI本地側(cè)地址信號(hào)（LA27、LA0、LA[1:2]），配合PCI本地側(cè)讀寫信號(hào)LW/R#、地址使使能信號(hào)ADS#及BLAST傳輸模式使能信號(hào)編碼生有心HPI控制信號(hào)（如片選信號(hào)HCS#、數(shù)據(jù)字高低字節(jié)選擇信號(hào)HBIL、功能寄存器選擇信號(hào)HCNTL[0:1]及讀寫信號(hào)HRD#、HWR#）；HPI準(zhǔn)備就緒信號(hào)HRDY產(chǎn)生PCI本地側(cè)就緒信號(hào)READY#，可根據(jù)需要插入等待周期，達(dá)到實(shí)際時(shí)序要求；HPI中斷信號(hào)HINT#觸發(fā)PCI本地中斷信號(hào)LINT#；HPI數(shù)據(jù)總線HD[0:7]通過(guò)CPLD電平匹配與PCI本地側(cè)數(shù)據(jù)總線LD[0:7]連接。
（2）DSP5402與AM79Q02（SLAC）的硬件接口
選用AMD公司SLIC用戶線路接口芯片AM79R79（簡(jiǎn)稱SLIC）實(shí)現(xiàn)電話的接續(xù)各狀態(tài)的轉(zhuǎn)換，監(jiān)視電話線的負(fù)載變化，實(shí)現(xiàn)摘機(jī)檢測(cè)、饋電供給及振鈴傳送；與其實(shí)現(xiàn)無(wú)縫接口的SLAC用戶音頻處理芯片AM79Q02（簡(jiǎn)稱SLIC）實(shí)現(xiàn)電話的連續(xù)各狀態(tài)的轉(zhuǎn)換，監(jiān)視電話線的負(fù)載變化，實(shí)現(xiàn)摘機(jī)檢測(cè)、饋電供給及振鈴傳送；與其實(shí)現(xiàn)無(wú)縫接口的
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