SSI端口的多路語音復(fù)用方案
1 引 言
同步串行接口(SSI)是各類DSP處理器中的常見接口,這是因為編解碼器(Coder/Decoder,CODEC)的數(shù)字接口即為SSI。在大多數(shù)的DSP應(yīng)用中,通常只需要一個CODEC,然而在諸如與電話相關(guān)的一些應(yīng)用中卻經(jīng)常需要將兩路語音信號接入到DSP處理器上。圖1就是這樣的一個典型應(yīng)用:為了進行回聲抵消(Acoustic Echo Cancel,AEC)處理,需要將近端和遠端兩路語音信號都接入到DSP處理器中。
如果某DSP處理器只有一個SSI端口,那么我們該如何將兩路(或多路)語音信號接入到這一個SSI端口上去呢?下面就以Motorola公司的56800系列DSP處理器中具有代表性的DSP56824為例,對其SSI端口的功能特性作一簡單介紹,之后,再就上述問題給出相應(yīng)的解決方案以供參考。
2 SSI端口介紹
圖2是SSI模塊的結(jié)構(gòu)框圖??梢钥闯觯琒SI端口的發(fā)送和接收是相互獨立的兩個部分。其對外接口有六根信號線:
·STD(SerialTransmitData):串行數(shù)據(jù)輸出線。
·SRD(SerialReceive Data):串行數(shù)據(jù)輸入線。
·STCK(Serial Transmit Clock):串行數(shù)據(jù)輸出的位同步時鐘,可被配置成輸入或者輸出腳。在同步模式下也被用作串行數(shù)據(jù)輸入的位同步時鐘。
·SRCK(SerialReceive Clock):串行數(shù)據(jù)輸入的位同步時鐘,可被配置成輸入或者輸出腳。
·STFS(SerialTransmitFrame Sync):串行數(shù)據(jù)輸出的幀同步時鐘,可被配置成輸入或者輸出腳。在同步模式下也被用作串行數(shù)據(jù)輸入的幀同步時鐘。
·SRFS(SerialReceive Frame Sync):串行數(shù)據(jù)輸入的幀同步時鐘,可被配置成輸入或者輸出腳。
SSI端口的應(yīng)用非常靈活,可通過配置相應(yīng)的控制寄存器將SSI端口設(shè)置成應(yīng)用中所需要的工作方式。SSI具有兩種基本的操作模式:正常模式和網(wǎng)絡(luò)模式,每種模式又都支持同步和異步協(xié)議。SSI端口在正常模式下每一幀中只傳輸一個數(shù)據(jù)字(即經(jīng)過采樣量化編碼后的數(shù)字語音信號,數(shù)據(jù)字位寬可通過配置相應(yīng)寄存器來改變);而在網(wǎng)絡(luò)模式下每一幀中可以傳輸2到30個數(shù)據(jù)字。同步和異步協(xié)議是針對SSI發(fā)送與接收部分的相互關(guān)系來說的。在異步模式下,SSI端口的發(fā)送和接收部分完全相互獨立,都擁有各自的位同步時鐘和幀同步時鐘;而在同步模式下,SSI端口的發(fā)送和接收部分共用同一個位同步時鐘STCK和同一個幀同步時鐘STFS。幀同步信號,顧名思義,即,用作數(shù)據(jù)幀的同步,該信號可配置成短幀模式(幀同步信號為一個位時鐘寬度)和長幀模式(幀同步信號為一個數(shù)據(jù)字寬度)。
更直觀地,不同模式下SSI端口的信號時序關(guān)系見圖3和圖4。這里,我們假設(shè)一個數(shù)據(jù)字為8bit寬,即,對模擬信號采用8級量化。
3 應(yīng) 用
在對SSI端口有了深入的了解之后,我們便可以就引言中提出的問題給出幾種切實可行的解決方案了。
3.1 方案一
圖5為方案一的連接示意框圖。DSP中的SSI端口工作在網(wǎng)絡(luò)模式,并設(shè)定每一幀為兩個時隙,即,每一幀中傳輸兩個數(shù)據(jù)字;采用同步協(xié)議,發(fā)送和接收部分共用同一個位同步時鐘信號STCK和同一個幀同步信號STFS;幀同步信號采用長幀模式,即為一數(shù)據(jù)字寬。由DSP中的SSI端口驅(qū)動位時鐘信號和幀同步信號。
假定CODEC為8K采樣,并采用8級量化。由此,可以確定SSI端口的幀頻為8kHz,位時鐘頻率為128kHz(128kHz=8kHz×8×2)。
DSP中的SSI端口與CODEC間信號的時序關(guān)系見圖6。
3.2 方案二
圖7為方案二的連接示意框圖,DSP中的SSI端口的配置與方案一的完全相同。
由于位時鐘頻率是幀頻的16倍,且它們之間是完全同步的,因而幀同步信號在位時鐘的移位下,經(jīng)過8個時鐘周期所得到的結(jié)果即相當(dāng)于取反。因而,DSP中的SSI端口與CODEC間信號的時序關(guān)系與方案一中是完全相同的,參見圖6。
既然如此,為什么還要提出該方案呢?
原因之一:該方案下,幀同步信號既可以采用長幀模式也可以采用短幀模式,因而具有一定的靈活性。[!--empirenews.page--]
原因之二:該方案并不局限于每幀傳輸2個數(shù)據(jù)字,通過增加移位寄存器即可支持每幀2~32個數(shù)據(jù)字的傳輸,即,支持多路語音信號的接入。
下面舉例說明該方案,假設(shè)每幀傳輸3個數(shù)據(jù)字并采用短幀模式,幀頻為8kHz,位時鐘頻率為192kHz(192kHz=8kHz×8×3)。
圖8為連接示意框圖。圖9為DSP中的SSI端口與CODEC間信號的時序關(guān)系圖。
3.3 方案三
這種方案是通過選擇雙聲道的CODEC來實現(xiàn)的,連接示意框圖參見圖10。這時,CODEC中的SSI端口就工作在網(wǎng)絡(luò)模式,每幀為兩個時隙,它在第一個時隙中傳輸左路采樣信號,而在第二個時隙中傳輸右路采樣信號。我們將DSP中的SSI端口作相應(yīng)的配置即可實現(xiàn)我們所需要的功能,具體情形就不贅述了。這里需要說明的一點是,位時鐘和幀同步信號也有可能是由CODEC一方來驅(qū)動的。
4 結(jié)束語
本文先以56800系列DSP處理器中具有代表性的DSP56824為例對SSI端口的主要功能特性作了簡單介紹,之后,就“如何將兩路(或多路)語音信號接入到一個SSI端口”這一問題提出了幾種應(yīng)用解決方案,并對各種方案的原理及其特點作了分析討論。[!--empirenews.page--]