怎样去设计一种四路语音编解码系统？

　　1 引言
　　AC4830xC-C系列芯片是美国AudioCodes公司出品的一种语音专用芯片，它可以将PCM语音码流按照需要压缩成多种码率的语音信号，AC4830xC-C具有多通道语音传输功能，各通道的操作相互独立｡该芯片在语音通信，特别是IP电话系统中具有广泛的应用｡TCM38C17则可提供A律和U律两种不同的PCM编码功能，也具有四路相互独立的信道｡本文主要介绍这两种语音芯片的基本性能和工作原理，并给出了基于这两种芯片实现四路语音编解码的系统设计方案｡
　　2 AC4830xC-C的功能原理
　　AC4830xC-C系列器件中包含有AC48301C-C､AC48302C-C和AC48304C-C三种芯片，分别可提供1､2､4个语音通道，而且多通道芯片中的各通道可独立操作，互不干扰｡AC4830xC-C的基本工作原理如图1所示｡
　　
　　在进行语音系统设计时，利用AC4830xC-C芯片可以将PCM语音码流根据实际需要压缩成如下多种码率的语音信号：
　　（1） G.711 PCM码率为64kbps;
　　（2） G.726 ADPCM 码率为16kbps~40kbps;
　　（3） G.727 E-ADPCM 码率为16~40kbps;
　　（4） G.729 CS-ACELP 码率为8.0kbps;
　　（5）G.723.1 MP-MLQ/ACELP码率为6.3/5.3kbps;
　　（6） NetCoder 码率为6.4kbps~9.6kbps｡
　　在接收到语音PCM码流或者传真数据以后，AC4830xC-C首先进行输入增益控制和回波抵消，然后区分具体的业务类型是语音数据还是传真数据，如果是语音数据，则根据具体的要求对语音信号进行编码，并将编码后的数据通过主机接口送出;另一方面，AC4830xC-C也将从主机接口读入数据并加以判断，如果判断其为语音数据，就将其解码成PCM码流并通过PCM接口送出｡
　　AC4830xC-C芯片必须有外围设备的支持才能正常工作｡它提供了5个外部接口，即主机接口（HPI）､CM接口､时钟接口､存储器以及I/O接口和仿真测试接口｡AC4830xC-C的主机接口为8位并行接口，可用DSP通过主机接口控制AC4830xC-C？并与其交换数据｡
　　AC4830xC-C的时钟控制部分包括连接在外部的晶体振荡器和内部时钟电路，其工作时钟一般由外部晶体振荡器的振荡频率和内部的PLL值决定｡设计时，可以通过改变PLLMUL寄存器的值来改变其工作时钟｡
　　此外，AC4830xC-C还提供了六种可供选择的工作时钟方式，但是要求其工作频率必须控制在98.304~100MHz之间｡
　　3 TCM38C17的工作原理
　　TCM38C17是美国德州仪器公司（TI）生产的PCM语音编码芯片，它可提供模拟语音信号和PCM码流之间的相互转换功能，同时集成有A律和U律两种标准｡此外，芯片本身还提供了增益控制等功能｡该芯片将4路PCM芯片集成到了一起，相当于4片TCM29C13的功能｡该器件在工作时，通常需要外部电路为其提供时钟信号PCMCLK､帧同步信号PCMFS以及每路语音的具体帧同步信号？其四路协同工作的工作时序如图2所示｡
　　
　　4 系统硬件设计
　　基于上述两芯片所提供的功能，下面给出一种四路语音编解码系统的实现方案，图3所示是其系统框图｡
　　在该系统中，当信源发出的模拟语音信号经过TCM38C17实现PCM编码后，该PCM码流将经过AC4830xC-C压缩编码以形成需要的语音码流，然后通过DSP处理器进行控制､调频等后续处理，最终通过串/并转换器送出｡另一方面，DSP会将从串/并转换器读入的数据通过主机接口写入AC4830xC-C，并由AC4830xC-C对语音码流进行解码以生成PCM码流，然后再经过TCM38C17恢复成模拟语音信号｡由于AC4830xC-C只提供有一个帧同步信号，因此，本系统中使用了一个计数器来产生TCM38C17芯片所需要的其它三路帧同步信号｡
　　5 系统软件设计
　　该系统软件主要用于对AC4830xC-C进行控制，AudioCodes公司规定了AC4830xC-C的操作方法，并提供了相应的初始化内核程序和工作程序｡工作时，应该首先通过DSP对AC4830xC-C进行复位，复位成功后，首先写入内核程序，然后写入工作程序，最后再将这些程序通过AC4830xC-C的主机接口写入到AC4830xC-C｡
　　在下载完工作程序之后，芯片即可开始工作，此时芯片处于初始化模式，其默认的编码码率为32kbps的ADPCM编码，设计者可以对每一路进行单独的模式设置，包括启用哪几路语音通道､调节每一个语音信号的幅度､根据具体的技术要求选择相应的语音编码方式等｡AC4830xC-C每30ms读入一帧语音数据，每一帧语音数据均会被压缩编码成一个语音数据包｡该数据包中包含有语音数据和编码方式的相关信息，而且传送数据时，这些编码信息也必须同时被传送到接收方｡
　　6 结束语
　　AC4830xC-C是一个功能强大的语音信号处理专用芯片，它提供了多种语音编解码功能，操作也很方便｡本文就是利用其和TCM38C17协同工作，构建了多路语音通信的编解码系统｡相信在IP电话和多媒体通信领域，AC4830xC-C等芯片会得到越来越广泛的应用｡