原创 基于DSP数字多功能板的实现

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1 引言
    音板(tone)、主叫号码显示板、多频互控收发器板、双音频接收器板等是程控交换机重要的公共设备。这些设备在程控交换机中是一块块不同的硬件单板,这些单板都是以专用集成电路(IC)来实现其功能的。但要增加单板业务功能或单板所用IC停产时,单板生产厂家需要重新设计硬件电路。这样就会增加研发成本和风险。
    基于此,针对交换机的特点,以数字信号处理技术为核心,开发一种基于DSP的数字多功能板。该板是一个DSP硬件单板平台,可提供多种对外接口,通过采用不同的DSP算法和微控制器程序,处理交换机所需的各种信号,完成各个单板功能,这样便于维护和升级,节约开发费用,缩短开发周期。这里以实现音板的具体过程为例进行详细阐述。

2 数字多功能板架构和工作原理
2.1 数字多功能板的整体架构
    该数字多功能板的架构分为控制单元和功能单元两大部分,如图l所示。

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    微控制器MCU除控制该模块的DSP外,对外可提供驱动后的CPU总线,DSP则提供多通道缓冲串口MCBSP(Muhi Channel Buffer Serial)和主机并行接口HPI(Host Parallel In-terface),此外还需3.5 V和3.3 V电源输入接口。
    以MCU为核心控制单元,负责与处理机及控制台PC机通信,通过HPI下载DSP代码到DSP中,并监控DSP运行;控制交换网MCV器件,完成动态时隙分配和2 Mbit/s与8 Mbit/s之间的转换;同时可控制MCU扩展总线上其他器件的工作。以DSP为核心功能单元,处理来自8 M位的TDM音频码流,实现具体功能。如要实现音板功能,则DSP读取、发送音信号编码数据,并控制断续比,在各时隙循环发送相应音信号;接收用户自定义音数据,写入Flash,替代预置语音,并控制白定义音的删除、Flash的全部擦除,实现灵活修改。
2.2 数字多功能板的软硬件接口
    数字多功能板对外提供经驱动的MCU标准总线、串行通信接口、多通道缓冲串口等。其中,串行通信接口作为MCU和DSP程序的下载串口;McBSP位2条8 M位的TDM码流输入输出数字多功能板的通道。用户可自行定义。数字多功能板MCU软件与PC机下载软件之间的串行通信协议。电路板设计为4层布线,模块化形式。各接口的对外连接采用2.54 mm间距的标准连接器,以提高其互连性。与PC机的串口连接使用普通串口线,从数字多功能板的9针插座连接至PC机的COM端口9针插座。