傳統的語(yǔ)音通信是以公共交換電話(huà)網(wǎng)（PSTN）為語(yǔ)音系統進(jìn)行話(huà)音交流，該系統以電路交換為通信基礎，信道利用率低、通信資費較高。而隨著(zhù)通信技術(shù)和網(wǎng)絡(luò )的快速發(fā)展，越來(lái)越多的用戶(hù)采用IP網(wǎng)絡(luò )進(jìn)行語(yǔ)音通信與視頻通話(huà)，該通信系統采用分組交換為基礎，具有靈活的業(yè)務(wù)擴展能力和低廉的話(huà)費價(jià)格。從2013年開(kāi)始到如今，工信部已經(jīng)發(fā)放了兩批虛擬運營(yíng)商牌照，此舉必然會(huì )進(jìn)一步推動(dòng)國內市場(chǎng)的網(wǎng)絡(luò )語(yǔ)音發(fā)展。
本文采用嵌入式處理器、以太網(wǎng)控制芯片、音頻處理芯片設計出一款語(yǔ)音通信終端，該終端通過(guò)音頻采集、播放語(yǔ)音、處理器進(jìn)行數據處理，通過(guò)網(wǎng)卡進(jìn)行數據傳送與接收，從而實(shí)現終端的語(yǔ)音通信功能。
1 硬件電路設計
網(wǎng)絡(luò )語(yǔ)音終端系統硬件由微處理器、以太網(wǎng)通信模塊、音頻處理模塊、電源等模塊組成。該終端系統各個(gè)模塊之間進(jìn)行數據交互的示意圖如圖1所示。
圖1 系統模塊數據交互圖
網(wǎng)絡(luò )語(yǔ)音終端啟動(dòng)音頻模塊后，從麥克風(fēng)拾取語(yǔ)音進(jìn)行A/D轉換采集，把語(yǔ)音信號轉換為數字信號，經(jīng)I2S總線(xiàn)送給處理器處理，并通過(guò)以太網(wǎng)通信模塊把數據發(fā)送到IP網(wǎng)絡(luò )上；從IP網(wǎng)絡(luò )上把數據取出，經(jīng)處理器處理后，由I2S總線(xiàn)送給音頻模塊進(jìn)行D/A轉換，然后把語(yǔ)音信號送給揚聲器播放語(yǔ)音。
系統采用S3C2440微處理器實(shí)現數據處理，利用DM9000CEP以太網(wǎng)控制芯片來(lái)實(shí)現與IP網(wǎng)交互，并且采用UDA1341TS音頻芯片進(jìn)行語(yǔ)音采集及播放。其他接口電路比較常見(jiàn)，這里不再贅述。
1.1 以太網(wǎng)通信模塊
主控芯片采用三星公司的S3C2440通用32位微處理器，該處理器采用ARM920內核，具有低功耗、處理計算能力強等特點(diǎn)。以太網(wǎng)控制芯片采用DAVICOM（聯(lián)杰）公司的DM9000CEP芯片。該芯片支持16位數據傳輸，集成10/100M自適應收發(fā)器，可以自動(dòng)協(xié)調功能將自動(dòng)完成配置以最大限度地適合其線(xiàn)路帶寬，且支持IEEE802.3x全雙工流量控制。
為實(shí)現DM9000CEP與S3C2440的連接，對兩者間的數據、地址、控制三大總線(xiàn)進(jìn)行連接和轉換。由于S3C2440是32位微處理器，可尋址1G的地址空間，但其只有27根地址線(xiàn)，理論上只能尋址2的27次方（即128M）的地址范圍。所以引出了8根BANK線(xiàn)（對應nGCS0～nGCS7），用這8根線(xiàn)來(lái)選通和關(guān)閉不同的存儲器，實(shí)現1G地址空間的尋址。本文DM9000與S3C2440之間數據交換，是通過(guò)NGCS4線(xiàn)選擇基址為0x2000 0000來(lái)實(shí)現的。圖2給出了S3C2440與DM9000CEP的連接方法。
圖2 DM9000CEP與S3C2440的接口圖
1.2 音頻處理模塊
音頻處理芯片選用Philips公司的UDA1341TS音頻芯片，該芯片內部集成了立體聲的ADC、DAC，可以實(shí)現模擬信號和數字信號的相互轉換，并可用可編程增益控制（PGA）和自動(dòng)增益控制（AGC）來(lái)對模擬信號進(jìn)行控制，該芯片還提供數字信號處理功能。微處理器通過(guò)L3總線(xiàn)接口對音頻芯片進(jìn)行控制。其與處理器連接圖如圖3所示。
圖3 UDA1341TS與S3C2440的接口圖
UDA1341TS音頻芯片提供一組I2S總線(xiàn)接口和一組L3總線(xiàn)接口。其中，I2S總線(xiàn)接口包括音頻系統時(shí)鐘線(xiàn)（SYSCLK）、位時(shí)鐘輸入信號線(xiàn)（BCK）、字選擇輸入線(xiàn)（WS）、數據輸出信號線(xiàn)（DATAO）、數據輸入信號線(xiàn)（DATAI）。而L3總線(xiàn)接口由時(shí)鐘線(xiàn)、數據線(xiàn)以及模式選擇線(xiàn)組成。S3C 2440處理器通過(guò)這兩組總線(xiàn)接口實(shí)現與UDA1341TS芯片之間的音頻數據交互及控制。
