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電子發(fā)燒友網(wǎng)>電子資料下載>DSP>USB語音傳輸接口設(shè)計方案解析

USB語音傳輸接口設(shè)計方案解析

2017-10-24 | rar | 0.6 MB | 次下載 | 1積分

資料介紹

?1 引 言
  USB把所有的輸入和輸出外設(shè)都置于機箱之外,而不用任何擴展槽。他是快速、雙向、同步、動態(tài)連接且價格低廉的串行接口,可以滿足PC機發(fā)展的現(xiàn)在和未來的需要。本設(shè)計就是充分發(fā)揮了USB這些優(yōu)點,利用當今先進的電子技術(shù)研制出來的一種新型的高性能的語音傳輸接口裝置。
  本設(shè)計選用TI公司的TMS320VC5402(以下簡稱DSP,Digital Signal Processor)作為本設(shè)計的主控制器芯片,NS公司的USBN9603(以下簡稱USB,Universal Serial Bus)作為USB控制器芯片,NEWAVE公司的NWl034(以下簡稱CODEC)作為語音編解碼器芯片,MITEI。公司的MH88634(以下簡稱COIC)作為電話機接口芯片。
  2 DSP和USB簡介
  TMS320VC5402是定點芯片TMS320C54X系列的一種,是為實現(xiàn)低功耗和高性能而專門設(shè)計的定點DSP芯片,主要應(yīng)用在無線通信和語音處理等方面。TMS320VC5402的主要特點包括:處理性能好,運算速度達100MI/s;優(yōu)化的CPU結(jié)構(gòu),內(nèi)部有1個40b的算術(shù)邏輯單元,2個獨立的40b的加法器,1個17×17的的乘法器和1個40b的桶形移位寄存器,有4條內(nèi)部總線和2個地址產(chǎn)生器;低功耗方式,可以在3.3VI/O電壓和1.8V內(nèi)核電壓下工作;智能外設(shè),除了標準的串行口和時分復(fù)用(TDM)串行口外,TMS320VC5402還提供了自動緩沖串行口BSP(auto-Buffered Serial Port)和與外部處理器通信的HPI(Host Port Interface)接口;內(nèi)部有16k片內(nèi)RAM和4k片內(nèi)ROM
  TMS320VC5402其獨特的高性能、低功耗和低價格優(yōu)勢,是我們選擇他作為本設(shè)計的主處理器的原因。
  USB自1995年實現(xiàn)標準化后,經(jīng)過了數(shù)年的飛速發(fā)展,已經(jīng)從最初1.0規(guī)范發(fā)展到現(xiàn)在的2.o規(guī)范,最大傳輸速率可達480Mb/s。本設(shè)計使用的USBN9603支持USBl.1規(guī)范,低速傳輸速率為1.5Mb/s,全速傳輸速率為12Mb/s。USB提供了4種傳輸方式,以適應(yīng)各種設(shè)備的需要。這4種傳輸方式分別是控制傳輸、等時傳輸、中斷傳輸和批量傳輸。
  NS的USBN9603是一個集成的USB端點控制器,具有增強的DMA功能。USBN9603集成了一個帶有3.3V的調(diào)節(jié)器的收發(fā)器,1個SIE(串行接口引擎),1個8 b并行接口,1個時鐘發(fā)生器和1個MICROWIRE/PLUS接口。USBN9603可以進行7個端點的數(shù)據(jù)傳輸,除了端點。必須為控制傳輸端點以外,其他的6個端點可以被配置成中斷傳輸端點、批量傳輸端點或者等時傳輸端點;每一個端點都有一個專門的FIFO,控制端點的FIFO長度為8B,其他的為64B。8 b并行接口可以支持多路復(fù)用或者非多路復(fù)用2種與CPU的接口方式。USBN9603的突出特點為:低EMI(電磁干擾),低等待電流,24M晶振,增強的DMA功能;可使用5V或3.3V電源;總線操作具有異步喚醒的全速靜態(tài)HALT模式;改進的3.3V電壓輸入的電壓調(diào)節(jié)器,所有非雙向端點都有64B的FIFO;外部控制器接口簡單,編程方便。
  3 語音傳輸?shù)乃枷?br />   本設(shè)計的目的是給普通電話機和PC機之間提供一個數(shù)字接口。在本設(shè)計中,PC機是主機,DSP系統(tǒng)是USB設(shè)備。
  當有來電時,COIC向DSP申請中斷,DSP收到中斷后就使用USB的中斷傳輸向主機報告有來電,主機應(yīng)用軟件會彈出一個對話框要求用戶選擇摘機還是拒接,同時耳機或音箱里會傳出電話鈴聲,如果選擇摘機,主機就會使用USB的控制傳輸發(fā)送一個摘機命令給DSP,DSP在接到命令后就會接通電話,同時啟動CODEC,然后語音數(shù)據(jù)就通過USB的等時傳輸(也叫同步傳輸)進行雙向傳送,而主機用戶插上耳機(或音箱)和話筒就可以與電話另一端通話,通話完畢,主機發(fā)送一個掛機命令給DSP。如果選擇拒接,主機就發(fā)送一個拒接命令給DSP,DSP會執(zhí)行相應(yīng)的動作。
  當用戶需要往外撥號時,也無需拿起電話機,只要在應(yīng)用軟件中選擇撥號功能,輸入被叫號碼,點擊確認鍵即可。剩下來的執(zhí)行過程與有來電時的情況是一樣的。
  4 電路原理設(shè)計
  本設(shè)計由DSP構(gòu)成核心控制器,控制對象是USB,CODEC和COIC。圖1是整個系統(tǒng)的硬件框圖。
  USB語音傳輸接口設(shè)計方案解析
  本設(shè)計的USB部分使用了USB的3種傳輸方式:
  (1)控制傳輸
  用于實現(xiàn)設(shè)備枚舉主機的標準請求還有廠商自定義請求(即主機命令)。
  (2)中斷傳輸
  用于實現(xiàn)設(shè)備對主機的喚醒,是惟一的設(shè)備主動向主機發(fā)送數(shù)據(jù)的傳輸方式。
  (3)等時傳輸
  用于實現(xiàn)語音數(shù)據(jù)的雙向同步傳輸。
  圖2是USB與DSP的接口原理圖,如圖所示,USB使用24M晶振,本設(shè)備是全速(高速)設(shè)備,所以在D+上加0.5kΩ上拉電阻,如果是低速設(shè)備,則在D一上加1.5kΩ上拉電阻。MODE0和MODEl是選擇8b并行接口方式的,本設(shè)計中選用非多路復(fù)用方式,所以MODE0和Model都接地,如果要選擇成多路復(fù)用方式,則使MODE0接3.3V電源,MODEl接地即可。
  USB語音傳輸接口設(shè)計方案解析
  CLKOUT是時鐘輸出,可供測試用,正常上電復(fù)位后,CLKOUT就應(yīng)該輸出4MHz的方波。然后可以在主程序中對USB的時鐘寄存器進行配置,以產(chǎn)生需要的時鐘,然后用示波器就可以在CLKOUT上看到相應(yīng)的輸出,可以用來判斷讀寫操作是否正確等。
  CODEC與DSP的接口為標準的串行通信接口。COIC把普通電話的兩線制轉(zhuǎn)換為四線制后實現(xiàn)與CODEC的無縫連接,另外和DSP接口只需幾根簡單的控制線即可實現(xiàn)。
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