基于DSP的数字时分交换
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４ 时 分 交 换 原 理 及 ＤＳＰ 缓 冲 串 口 寄 存器配置
时分交换就是将时分复用线上的时隙进行交换， 时分交换 实 现 的 方法 有 多 种，有 专 用 芯 片 及 ＣＰＬＤ 编 程 实 现，这 两 种 方 法 需要配置 ＭＣＵ 才能正常工作，消耗的硬件资源较大。文中介绍 用单片 Ｃ５４０２ 实现数字时分交换，成本低、实现方便。
ｔｉｃｓ， Ｔｈｅ ｐａｐｅｒ ｐｒｏｖｉｄｅｓ ＭｃＢＳＰ ｏｆ ＤＳＰ ａｃｑｕｉｒｅｓ ＰＣＭ ｄａｔａ， Ｔｈｅ ＤＳＰ ａｎｄ ＴＰ３０６７ ｓｉｍｕｌｔａｎｅｏｕｓｌｙ ｉｎ ｓｔａｎｄａｒｄ Ｅ１ ａｃｈｉｅｖｅ ｔｉｍｅ－ ｄｉｖｉ－
技 ｓｉｏｎ ｅｘｃｈａｎｇｅ ｂｅｔｗｅｅｎ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ Ｂｉｔｓｔｒｅａｍ ｃｈａｎｎｅｌ． Ｔｈｉｓ ａｒｔｉｃｌｅ ｇｉｖｅｓ ｔｈｅ ｓｙｓｔｅｍ ｈａｒｄｗａｒｅ ｄｅｓｉｇｎ ａｎｄ ｓｏｆｔｗａｒｅ ｄｅｓｉｇｎ ｏｆ ｃｒｉｔｉｃａｌ ｐｒｏ－
您的论文得到两院院士关注 文章编号：１００８－ ０５７０（２００８）０８－ ２－ ０２０５－ ０２
ＤＳ Ｐ 开 发 与 应 用
基于 ＤＳ Ｐ 的数字时分交换
Ｄｉｇ ｉｔａ ｌ Ｔｉｍ ｅ － ｄ ｉｖｉｓ ｉｏ ｎ Ｅｘｃｈ ａ ｎ ｇ ｅ Ｂａ ｓ ｅ ｄ ｏ ｎ ＤＳ Ｐ
（内蒙古科技大学） 崔 丽 珍 赵 晓 燕
《Ｐ ＬＣ 技术应用 ２００ 例》
邮局订阅号： ８２－９４６ ３６０ 元 ／ 年 － ２０５ －
ＤＳ Ｐ 开 发 与 应 用
中 文 核 心 期 刊 《 微 计 算 机 信 息 》（ 嵌 入 式 与 Ｓ ＯＣ ）２００８ 年 第 ２４ 卷 第 ８－２ 期
钟 为 ２０４８Ｋｂ／ｓ 时 ， 串 行 输 出 为 标 准 Ｅ１ 速 率 。 对 某 一 时 隙 的 ＰＣＭ 数据进行编译码由送给 ＴＰ３０６７ 的发送帧脉冲 和 接收 帧 脉 冲位置决定，如发送帧脉冲位置在 第 ２ 时 隙，则 编 码 输出 的 ＰＣＭ 数 据就 在 第 ２ 时 隙；如 接 收 帧 脉 冲 位 置 在 第 １６ 时 隙，则 ＴＰ３０６７ 只对 １６ 时隙的 ＰＣＭ 数据进行译码。ＭＣＬＫＸ 和 ＭＣＬＫＲ 为芯片 的 编 译 码 时 钟，速 率 只 能 为 ２０４８ＫＨｚ；ＢＣＬＫＲ 和 ＢＣＬＫＸ 为 线 路 时 钟， 速 率 可 变 从 ６４ＫＨｚ、１２８ＫＨｚ……２０４８ＫＨｚ；ＦＳＲ 为 接 收 帧 脉 冲；ＦＳＸ 为 发送 帧 脉 冲。ＴＰ３０６７ 在 本 文 的应 用 中 工 作 在 标 准 Ｅ１ 速率，时钟工作在被动方式，可以由 ＣＰＬＤ 提供。
动，在标准 Ｅ１ 时 ＢＣＬＫＲ＝２０４８Ｋｂ／ｓ；
创 ＢＦＳＲ０、ＢＦＳＲ１ 为输入码流的 帧 脉冲，可 主 动也 可 被 动，ＢＦ－
ＳＲ＝８ＫＨｚ；
新 ＢＣＬＫＸ０、ＢＣＬＫＸ１ 是输出码流的移位时钟， 可主动也 可 被
动；ＢＦＳＸ０ 、ＢＦＳＸ１ 为 输 出码 流 的 帧脉 冲， 可 主动 也 可 被 动，ＢＦ－ ＳＸ＝８ＫＨｚ；为 了 使 ＤＳＰ 缓 冲 串 口 的 工 作 时 钟 和 整 个 系 统 时 钟 同 步， 将缓冲串口 的 ＢＣＬＫＲ、ＢＣＬＫＸ、ＢＦＳＲ、ＢＦＳＸ 设 为 被 动方 式， 即 帧 脉 冲 和 码 流 时 钟 从 外 部 输 入 。缓 冲 串 口 工 作 在 被 动 方 式 时 的收发时序如图 １、图 ２：
ｇｒａｍ． Ｃｏｍｐｌｅｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｄｉｇｉｔａｌ ｔｉｍｅ－ ｄｉｖｉｓｉｏｎ ｅｘｃｈａｎｇｅ ｓｙｓｔｅｍ ｉｎ ｔｈｅ ｃｏｒｅ ｏｆ ＤＳＰ．
Ｋｅｙ ｗｏｒ ｄｓ： ＤＳＰ； ＭｃＢＳＰ； ＰＣＭ Ｅｎｃｏｄｉｎｇ ａｎｄ Ｄｅｃｏｄｉｎｇ； Ｃｈａｎｎｅｌ； Ｂｉｔｓｔｒ ｅａｍ
技 集到输入码流中任一个时隙的 ＰＣＭ 数 据，并通 过 发 送控 制 寄 存 器将收到的 ＰＣＭ 数据控制输出到输出 码 流的 任 一 个时 隙，从 而
术 实现时隙搬移即时分交换。原理如图 ３（假设 ＤＳＰ 将接收码流的 第 ２ 时隙交换到输出码流的第 ２８ 时隙）
创
新
图 ３ 时隙搬移原理
按 以 上 要 求 ， 串 口 ＭｃＢＳＰ０ 的 接 收 控 制 寄 存 器 ＲＣＲ１、
２ Ｃ５４０２ 缓冲串口
Ｃ５４０２ 有两个缓冲 串 口，每个 串 口 分别 有 收 发时 钟 、收 发帧 同步信号、收发数据等 ６ 个引脚及一组控制寄存器与其对应，对 Ｃ５４０２ 缓冲串口的控制 寄 存 器进 行 适 当配 置， 能 和多 种 工 业标 准串行总线无缝连接，如：ＳＰＩ 总线、Ｅ１ 总线等。Ｃ５４０２ 的缓冲串 口工 作 在时 分 复 用（ＴＤＭ）方 式 时，通 常 将 缓 冲 串 口 ＤＸ 和 ＤＲ 引 脚 的 收 发 数 据 流 称 为 “码 流 ”，码 流 以 帧 为 单 位（一 个 数 据 包），帧 周期为 １２５ｕｓ，速率可设为 ２０４８Ｋｂ／ｓ、４０９６ Ｋｂ／ｓ、８１９２ Ｋｂ／ｓ。不同 的 码 流 速 率，每 帧 中 复 用 的 时 隙 数（信 道）不 同，对 应 上 面 三 种 速 率，一个码流中复用的信道数分别为 ３２ 个 、６４ 个 、１２８ 个 。实际 中广泛应用的是复用 ３２ 个时隙的码流速率为 ２０４８Ｋｂ／ｓ 的标准 一次 群（也称 Ｅ１），本 文 将 设 计 ＤＳＰ 应 用 其 缓 冲 串 口 工 作 在 时 分 复用方式的 Ｅ１ 标准速率下。
ＲＣＥＲＡ０ ．ｓｅｔ
００００００００００００００１０ｂ ；接收第二时隙
ＲＣＥＲＢ０ ．ｓｅｔ
００００００００００００００００ｂ
ＸＣＥＲＡ０ ．ｓｅｔ ００００００００００００００００ｂ
ＸＣＥＲＢ０ ．ｓｅｔ ０００１００００００００００００ｂ ；发送至 ２８ 时隙
５ 硬件组成
符 合 Ｅ１ 总 线 标 准 的 ＰＣＭ 编 译 码 芯 片 很 多 ， 常 用 的 有
ＣＵＩ Ｌｉ－ｚｈｅｎ ＺＨＡＯ Ｘｉａｏ－ｙａｎ
摘要： 根 据 ＴＭＳ３２０ＶＣ５４０２ ＤＳＰ 芯 片 的 多 通 道 缓 冲 串 口 特 点 和 ＰＣＭ 编 译 码 芯 片 ＴＰ３０６７ 的 工 作 特 性 ， 提 出 了 用 ＤＳＰ 的 多 通 道
缓 冲 串 口 （ＭｃＢＳＰ）采 集 ＰＣＭ 数 据 ， 并 在 ＤＳＰ 和 ＴＰ３０６７ 同 时 工 作 在 标 准 Ｅ１ 速 率 时 实 现 不 同 码 流 间 信 道 的 时 分 交 换 。 文 中 给
发的第 ２８ 时隙，则收发信道使能寄存器配置如下：
ＭＣＲ１０ ．ｓｅｔ ００００００００００００００００ｂ ；Ｂ 块 １６－ ３１ 时 隙 、
Ａ 块 ０－ １５ 时隙、接收 ０－ １５ 时隙、所有信道使能
ＭＣＲ２０ ．ｓｅｔ ０００００００００００００１１０ｂ ；Ｂ 块 １６－ ３１ 时 隙 、
Ａ 块 ０－ １５ 时隙、发送 １６－ ３１ 时隙、屏蔽不发送信道
图 ４ ＴＰ３０６７ 和 ＤＳＰ 间时分交换原理图
６ 软件设计
系统 的 软件 设 计 主要 包 括 多通 道 缓 冲串 口 的 初 始 化 、时 分
交换、中断服务程序。 串口接收的部分初始化程序如下：
ＩＮＢＳＰ ＳＴＭ ＃ＳＰＣＲ１１，ＳＰＳＡ１
ＳＴＭ ＃００００ｈ，ＭｃＢＳＰ１ ；复位接收
ＳＴＭ ＃ＳＰＣＲ２１，ＳＰＳＡ１
ＲＣＲ２，和发送控制寄存器 ＸＣＲ１、ＸＣＲ２ 的设置如下：
ＲＣＲ１０ ．ｓｅｔ ０００１１１１１００００００００ｂ ；一帧 ３２ 个 时 隙 、一 个
时隙 ８ 比特
ＲＣＲ２０ ．ｓｅｔ ０００１１１１１００００００００ｂ ；单 帧 、一 帧 ３２ 个 时
隙、一个时隙 ８ 比特、不压缩、高位在前、无接收延时
ＳＴＭ ＃ＲＣＲ２１，ＳＰＳＡ１ ； 接收控制寄存器初始化
Ｃ５４０２ 的缓 冲 串口 在 配 置为 ＴＤＭ 方 式 后，其 收 码 流中 的 任 一时隙均可被读，发码流中的任一时隙均可写，如将收码流中的 某一时隙写到发码流的另一时隙，就实现了时分交换。Ｃ５４０２ 时 分交 换 的 工 作 流 程 是：ＣＰＵ 通 过 接 收 控 制 寄 存 器 能 很 方 便 地 采
出 了 系 统 的 硬 件 设 计 原 理 图 和 软 件 设 计 的 部 分 关 键 程 序 ，完 成 了 以 ＤＳＰ 为 核 心 的 数 字 时 分 交 换 系 统 。
关键词： ＤＳＰ； 多通道缓冲串口； ＰＣＭ 编译码； 信道； 码流
中图分类号： ＴＮ９１６．４２ ＴＮ１７
文献标识码： Ａ
Ａｂｓｔｒ ａｃｔ： Ｂａｓｅｄ ｏｎ ｔｈｅ ＴＭＳ３２０ＶＣ５４０２ ＤＳＰ ＭｃＢＳＰ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ａｎｄ ｔｈｅ ＰＣＭ Ｅｎｃｏｄｉｎｇ ａｎｄ Ｄｅｃｏｄｉｎｇ ｃｈｉｐ ＴＰ３０６７ Ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓ－
ＢＤＲ０、ＢＤＲ１ 和 ＢＤＸ０、ＢＤＸ１ 是 Ｃ５４０２ 缓 冲 串 口 数 据 输 入 输出引脚；
ＢＣＬＫＲ０、ＢＣＬＫＲ１ 为输 入 码流 的 移 位时 钟， 可 主动 也 可 被
崔丽珍： 副教授 硕士 基金项目：内蒙古自治区高等学校科学研究题目内蒙古教育厅 （ＮＪ ０６０８４）
图 １ 缓冲串口收时序
图 ２ 缓冲串口发时序
３ ＰＣＭ 编译码器 ＴＰ３０６７ 介绍
ＴＰ３０６７ 是一 个 符合 Ａ 律 压 扩的 ＰＣＭ 编 译 码器， 它 能 将语 音信号编码为 ６４Ｋｂ／ｓ 的 ＰＣＭ 数据， 并能将 接 收 到的 ６４Ｋｂ／ｓ 的 ＰＣＭ 数 据 译 码 为 语 音 信 号 。ＰＣＭ 数 据 按 时 分 复 用 方 式 串 行 输 出 或 输 入，复 用 的 时 隙 数 由 ＴＰ３０６７ 的 线 路 时 钟 确 定，当 线 路 时
ＴＰ３０６７，该芯 片 使用 简 单 价格 便 宜，且可 多 片 “线与 ”进 行 时分 复 用。文中用一片 ＴＰ３０６７ 来说明时分交换， 设 ＴＰ３０６７ 的发送的 ＰＣＭ 数据在第 ２ 时隙，接收时只能对第 ２８ 时隙的 ＰＣＭ 进行译码 （因为收的帧脉冲在 ２８ 时隙），如果要对 ＴＰ３０６７ 进行自环测试，那 么必须将其发时隙交换到收时隙上，时分交换由 Ｃ５４０２ 来完成。
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ＳＴＭ ＃００００ｈ，ＭｃＢＳＰ１ ；复位发送
ＳＴＭ ＃ＲＣＲ１１，ＳＰＳＡ１ ； 接收控制寄存器初始化
ＳＴＭ ＃Ｋ＿ＲＣＲ１１，ＭｃＢＳＰ１
ＳＴＭ ＃ＸＣＲ１１，ＳＰＳＡ１ ； 发送控制寄存器初始化
ＳＴＭ ＃Ｋ＿ＸＣＲ１１，ＭｃＢＳＰ１
ＳＴＭ ＃ＰＣＲ１，ＳＰＳＡ１ ； 缓冲串口引脚寄存器初始化
ＳＴＭ ＃Ｋ＿ＰＣＲ１，ＭｃＢＳＰ１
实现上述交换需要的硬件资源主要有一片 ＴＰ３０６７ 完成 ＰＣＭ 编译码、一片 Ｃ５４０２ 完成时分交换、一片 ＣＰＬＤ 产生 ２０４８ＫＨｚ 时 钟、０ 时隙帧脉冲提供给 Ｃ５４０２ 作参考、２ 时隙帧脉冲作 ＴＰ３０６７ 发 ＰＣＭ、２８ 时隙帧脉冲作 ＴＰ３０６７ 收 ＰＣＭ。硬件框图见图 ４
术
１ 引言
ＴＭＳ３２０ＶＣ５４０２（以 下 简 称 Ｃ５４０２）是 德 州 仪 器 公 司 的 定 点 数字信号处理器。与 ＴＭＳ３２０Ｃ５４ｘ 系 列的 其 他 芯片 相 比，Ｃ５４０２ 以其独有的高性能、低功耗和低价格受到了人们的广泛青睐。 Ｃ５４０２ 增 强 外 设有 软 件 等 待 状 态 发 生 器 、锁 相 环 时 钟 发 生 器 、６ 通 道 直 接 存 储 器 访 问（ＤＭＡ）控 制 器 、增 强 型 ８ 位 并 行 主 机 接 口 （ＨＰＩ）等 。两 个 可 编 程 的 多 通 道 缓 冲 串 口 （ＭｃＢＳＰ）能 够 全 双 工 、快 速地与其他同步串口进行数据交换，硬件连接简单，串口的工作 模式和传送数据的格式均可通过软件编程实现。
ＸＣＲ１０ ．ｓｅｔ
０００１１１１１００００００００ｂ ； 一 帧 ３２ 个 时
隙、一个时隙 ８ 比特
ＸＣＲ２０ ．ｓｅｔ ０００１１１１１００００００００ｂ ；单 帧 、一 帧 ３２ 个 时
隙、一个时隙 ８ 比特、不压缩、高位在前、无发送延时
如 按 上 述 时 隙 搬 移 原 理，ＤＳＰ 需 将 收 到 的 第 二 时 隙 交 换 到
时分交换就是将时分复用线上的时隙进行交换， 时分交换 实 现 的 方法 有 多 种，有 专 用 芯 片 及 ＣＰＬＤ 编 程 实 现，这 两 种 方 法 需要配置 ＭＣＵ 才能正常工作，消耗的硬件资源较大。文中介绍 用单片 Ｃ５４０２ 实现数字时分交换，成本低、实现方便。
ｔｉｃｓ， Ｔｈｅ ｐａｐｅｒ ｐｒｏｖｉｄｅｓ ＭｃＢＳＰ ｏｆ ＤＳＰ ａｃｑｕｉｒｅｓ ＰＣＭ ｄａｔａ， Ｔｈｅ ＤＳＰ ａｎｄ ＴＰ３０６７ ｓｉｍｕｌｔａｎｅｏｕｓｌｙ ｉｎ ｓｔａｎｄａｒｄ Ｅ１ ａｃｈｉｅｖｅ ｔｉｍｅ－ ｄｉｖｉ－
技 ｓｉｏｎ ｅｘｃｈａｎｇｅ ｂｅｔｗｅｅｎ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ Ｂｉｔｓｔｒｅａｍ ｃｈａｎｎｅｌ． Ｔｈｉｓ ａｒｔｉｃｌｅ ｇｉｖｅｓ ｔｈｅ ｓｙｓｔｅｍ ｈａｒｄｗａｒｅ ｄｅｓｉｇｎ ａｎｄ ｓｏｆｔｗａｒｅ ｄｅｓｉｇｎ ｏｆ ｃｒｉｔｉｃａｌ ｐｒｏ－
您的论文得到两院院士关注 文章编号：１００８－ ０５７０（２００８）０８－ ２－ ０２０５－ ０２
ＤＳ Ｐ 开 发 与 应 用
基于 ＤＳ Ｐ 的数字时分交换
Ｄｉｇ ｉｔａ ｌ Ｔｉｍ ｅ － ｄ ｉｖｉｓ ｉｏ ｎ Ｅｘｃｈ ａ ｎ ｇ ｅ Ｂａ ｓ ｅ ｄ ｏ ｎ ＤＳ Ｐ
（内蒙古科技大学） 崔 丽 珍 赵 晓 燕
《Ｐ ＬＣ 技术应用 ２００ 例》
邮局订阅号： ８２－９４６ ３６０ 元 ／ 年 － ２０５ －
ＤＳ Ｐ 开 发 与 应 用
中 文 核 心 期 刊 《 微 计 算 机 信 息 》（ 嵌 入 式 与 Ｓ ＯＣ ）２００８ 年 第 ２４ 卷 第 ８－２ 期
钟 为 ２０４８Ｋｂ／ｓ 时 ， 串 行 输 出 为 标 准 Ｅ１ 速 率 。 对 某 一 时 隙 的 ＰＣＭ 数据进行编译码由送给 ＴＰ３０６７ 的发送帧脉冲 和 接收 帧 脉 冲位置决定，如发送帧脉冲位置在 第 ２ 时 隙，则 编 码 输出 的 ＰＣＭ 数 据就 在 第 ２ 时 隙；如 接 收 帧 脉 冲 位 置 在 第 １６ 时 隙，则 ＴＰ３０６７ 只对 １６ 时隙的 ＰＣＭ 数据进行译码。ＭＣＬＫＸ 和 ＭＣＬＫＲ 为芯片 的 编 译 码 时 钟，速 率 只 能 为 ２０４８ＫＨｚ；ＢＣＬＫＲ 和 ＢＣＬＫＸ 为 线 路 时 钟， 速 率 可 变 从 ６４ＫＨｚ、１２８ＫＨｚ……２０４８ＫＨｚ；ＦＳＲ 为 接 收 帧 脉 冲；ＦＳＸ 为 发送 帧 脉 冲。ＴＰ３０６７ 在 本 文 的应 用 中 工 作 在 标 准 Ｅ１ 速率，时钟工作在被动方式，可以由 ＣＰＬＤ 提供。
动，在标准 Ｅ１ 时 ＢＣＬＫＲ＝２０４８Ｋｂ／ｓ；
创 ＢＦＳＲ０、ＢＦＳＲ１ 为输入码流的 帧 脉冲，可 主 动也 可 被 动，ＢＦ－
ＳＲ＝８ＫＨｚ；
新 ＢＣＬＫＸ０、ＢＣＬＫＸ１ 是输出码流的移位时钟， 可主动也 可 被
动；ＢＦＳＸ０ 、ＢＦＳＸ１ 为 输 出码 流 的 帧脉 冲， 可 主动 也 可 被 动，ＢＦ－ ＳＸ＝８ＫＨｚ；为 了 使 ＤＳＰ 缓 冲 串 口 的 工 作 时 钟 和 整 个 系 统 时 钟 同 步， 将缓冲串口 的 ＢＣＬＫＲ、ＢＣＬＫＸ、ＢＦＳＲ、ＢＦＳＸ 设 为 被 动方 式， 即 帧 脉 冲 和 码 流 时 钟 从 外 部 输 入 。缓 冲 串 口 工 作 在 被 动 方 式 时 的收发时序如图 １、图 ２：
ｇｒａｍ． Ｃｏｍｐｌｅｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｄｉｇｉｔａｌ ｔｉｍｅ－ ｄｉｖｉｓｉｏｎ ｅｘｃｈａｎｇｅ ｓｙｓｔｅｍ ｉｎ ｔｈｅ ｃｏｒｅ ｏｆ ＤＳＰ．
Ｋｅｙ ｗｏｒ ｄｓ： ＤＳＰ； ＭｃＢＳＰ； ＰＣＭ Ｅｎｃｏｄｉｎｇ ａｎｄ Ｄｅｃｏｄｉｎｇ； Ｃｈａｎｎｅｌ； Ｂｉｔｓｔｒ ｅａｍ
技 集到输入码流中任一个时隙的 ＰＣＭ 数 据，并通 过 发 送控 制 寄 存 器将收到的 ＰＣＭ 数据控制输出到输出 码 流的 任 一 个时 隙，从 而
术 实现时隙搬移即时分交换。原理如图 ３（假设 ＤＳＰ 将接收码流的 第 ２ 时隙交换到输出码流的第 ２８ 时隙）
创
新
图 ３ 时隙搬移原理
按 以 上 要 求 ， 串 口 ＭｃＢＳＰ０ 的 接 收 控 制 寄 存 器 ＲＣＲ１、
２ Ｃ５４０２ 缓冲串口
Ｃ５４０２ 有两个缓冲 串 口，每个 串 口 分别 有 收 发时 钟 、收 发帧 同步信号、收发数据等 ６ 个引脚及一组控制寄存器与其对应，对 Ｃ５４０２ 缓冲串口的控制 寄 存 器进 行 适 当配 置， 能 和多 种 工 业标 准串行总线无缝连接，如：ＳＰＩ 总线、Ｅ１ 总线等。Ｃ５４０２ 的缓冲串 口工 作 在时 分 复 用（ＴＤＭ）方 式 时，通 常 将 缓 冲 串 口 ＤＸ 和 ＤＲ 引 脚 的 收 发 数 据 流 称 为 “码 流 ”，码 流 以 帧 为 单 位（一 个 数 据 包），帧 周期为 １２５ｕｓ，速率可设为 ２０４８Ｋｂ／ｓ、４０９６ Ｋｂ／ｓ、８１９２ Ｋｂ／ｓ。不同 的 码 流 速 率，每 帧 中 复 用 的 时 隙 数（信 道）不 同，对 应 上 面 三 种 速 率，一个码流中复用的信道数分别为 ３２ 个 、６４ 个 、１２８ 个 。实际 中广泛应用的是复用 ３２ 个时隙的码流速率为 ２０４８Ｋｂ／ｓ 的标准 一次 群（也称 Ｅ１），本 文 将 设 计 ＤＳＰ 应 用 其 缓 冲 串 口 工 作 在 时 分 复用方式的 Ｅ１ 标准速率下。
ＲＣＥＲＡ０ ．ｓｅｔ
００００００００００００００１０ｂ ；接收第二时隙
ＲＣＥＲＢ０ ．ｓｅｔ
００００００００００００００００ｂ
ＸＣＥＲＡ０ ．ｓｅｔ ００００００００００００００００ｂ
ＸＣＥＲＢ０ ．ｓｅｔ ０００１００００００００００００ｂ ；发送至 ２８ 时隙
５ 硬件组成
符 合 Ｅ１ 总 线 标 准 的 ＰＣＭ 编 译 码 芯 片 很 多 ， 常 用 的 有
ＣＵＩ Ｌｉ－ｚｈｅｎ ＺＨＡＯ Ｘｉａｏ－ｙａｎ
摘要： 根 据 ＴＭＳ３２０ＶＣ５４０２ ＤＳＰ 芯 片 的 多 通 道 缓 冲 串 口 特 点 和 ＰＣＭ 编 译 码 芯 片 ＴＰ３０６７ 的 工 作 特 性 ， 提 出 了 用 ＤＳＰ 的 多 通 道
缓 冲 串 口 （ＭｃＢＳＰ）采 集 ＰＣＭ 数 据 ， 并 在 ＤＳＰ 和 ＴＰ３０６７ 同 时 工 作 在 标 准 Ｅ１ 速 率 时 实 现 不 同 码 流 间 信 道 的 时 分 交 换 。 文 中 给
发的第 ２８ 时隙，则收发信道使能寄存器配置如下：
ＭＣＲ１０ ．ｓｅｔ ００００００００００００００００ｂ ；Ｂ 块 １６－ ３１ 时 隙 、
Ａ 块 ０－ １５ 时隙、接收 ０－ １５ 时隙、所有信道使能
ＭＣＲ２０ ．ｓｅｔ ０００００００００００００１１０ｂ ；Ｂ 块 １６－ ３１ 时 隙 、
Ａ 块 ０－ １５ 时隙、发送 １６－ ３１ 时隙、屏蔽不发送信道
图 ４ ＴＰ３０６７ 和 ＤＳＰ 间时分交换原理图
６ 软件设计
系统 的 软件 设 计 主要 包 括 多通 道 缓 冲串 口 的 初 始 化 、时 分
交换、中断服务程序。 串口接收的部分初始化程序如下：
ＩＮＢＳＰ ＳＴＭ ＃ＳＰＣＲ１１，ＳＰＳＡ１
ＳＴＭ ＃００００ｈ，ＭｃＢＳＰ１ ；复位接收
ＳＴＭ ＃ＳＰＣＲ２１，ＳＰＳＡ１
ＲＣＲ２，和发送控制寄存器 ＸＣＲ１、ＸＣＲ２ 的设置如下：
ＲＣＲ１０ ．ｓｅｔ ０００１１１１１００００００００ｂ ；一帧 ３２ 个 时 隙 、一 个
时隙 ８ 比特
ＲＣＲ２０ ．ｓｅｔ ０００１１１１１００００００００ｂ ；单 帧 、一 帧 ３２ 个 时
隙、一个时隙 ８ 比特、不压缩、高位在前、无接收延时
ＳＴＭ ＃ＲＣＲ２１，ＳＰＳＡ１ ； 接收控制寄存器初始化
Ｃ５４０２ 的缓 冲 串口 在 配 置为 ＴＤＭ 方 式 后，其 收 码 流中 的 任 一时隙均可被读，发码流中的任一时隙均可写，如将收码流中的 某一时隙写到发码流的另一时隙，就实现了时分交换。Ｃ５４０２ 时 分交 换 的 工 作 流 程 是：ＣＰＵ 通 过 接 收 控 制 寄 存 器 能 很 方 便 地 采
出 了 系 统 的 硬 件 设 计 原 理 图 和 软 件 设 计 的 部 分 关 键 程 序 ，完 成 了 以 ＤＳＰ 为 核 心 的 数 字 时 分 交 换 系 统 。
关键词： ＤＳＰ； 多通道缓冲串口； ＰＣＭ 编译码； 信道； 码流
中图分类号： ＴＮ９１６．４２ ＴＮ１７
文献标识码： Ａ
Ａｂｓｔｒ ａｃｔ： Ｂａｓｅｄ ｏｎ ｔｈｅ ＴＭＳ３２０ＶＣ５４０２ ＤＳＰ ＭｃＢＳＰ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ａｎｄ ｔｈｅ ＰＣＭ Ｅｎｃｏｄｉｎｇ ａｎｄ Ｄｅｃｏｄｉｎｇ ｃｈｉｐ ＴＰ３０６７ Ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓ－
ＢＤＲ０、ＢＤＲ１ 和 ＢＤＸ０、ＢＤＸ１ 是 Ｃ５４０２ 缓 冲 串 口 数 据 输 入 输出引脚；
ＢＣＬＫＲ０、ＢＣＬＫＲ１ 为输 入 码流 的 移 位时 钟， 可 主动 也 可 被
崔丽珍： 副教授 硕士 基金项目：内蒙古自治区高等学校科学研究题目内蒙古教育厅 （ＮＪ ０６０８４）
图 １ 缓冲串口收时序
图 ２ 缓冲串口发时序
３ ＰＣＭ 编译码器 ＴＰ３０６７ 介绍
ＴＰ３０６７ 是一 个 符合 Ａ 律 压 扩的 ＰＣＭ 编 译 码器， 它 能 将语 音信号编码为 ６４Ｋｂ／ｓ 的 ＰＣＭ 数据， 并能将 接 收 到的 ６４Ｋｂ／ｓ 的 ＰＣＭ 数 据 译 码 为 语 音 信 号 。ＰＣＭ 数 据 按 时 分 复 用 方 式 串 行 输 出 或 输 入，复 用 的 时 隙 数 由 ＴＰ３０６７ 的 线 路 时 钟 确 定，当 线 路 时
ＴＰ３０６７，该芯 片 使用 简 单 价格 便 宜，且可 多 片 “线与 ”进 行 时分 复 用。文中用一片 ＴＰ３０６７ 来说明时分交换， 设 ＴＰ３０６７ 的发送的 ＰＣＭ 数据在第 ２ 时隙，接收时只能对第 ２８ 时隙的 ＰＣＭ 进行译码 （因为收的帧脉冲在 ２８ 时隙），如果要对 ＴＰ３０６７ 进行自环测试，那 么必须将其发时隙交换到收时隙上，时分交换由 Ｃ５４０２ 来完成。
Biblioteka Baidu
ＳＴＭ ＃００００ｈ，ＭｃＢＳＰ１ ；复位发送
ＳＴＭ ＃ＲＣＲ１１，ＳＰＳＡ１ ； 接收控制寄存器初始化
ＳＴＭ ＃Ｋ＿ＲＣＲ１１，ＭｃＢＳＰ１
ＳＴＭ ＃ＸＣＲ１１，ＳＰＳＡ１ ； 发送控制寄存器初始化
ＳＴＭ ＃Ｋ＿ＸＣＲ１１，ＭｃＢＳＰ１
ＳＴＭ ＃ＰＣＲ１，ＳＰＳＡ１ ； 缓冲串口引脚寄存器初始化
ＳＴＭ ＃Ｋ＿ＰＣＲ１，ＭｃＢＳＰ１
实现上述交换需要的硬件资源主要有一片 ＴＰ３０６７ 完成 ＰＣＭ 编译码、一片 Ｃ５４０２ 完成时分交换、一片 ＣＰＬＤ 产生 ２０４８ＫＨｚ 时 钟、０ 时隙帧脉冲提供给 Ｃ５４０２ 作参考、２ 时隙帧脉冲作 ＴＰ３０６７ 发 ＰＣＭ、２８ 时隙帧脉冲作 ＴＰ３０６７ 收 ＰＣＭ。硬件框图见图 ４
术
１ 引言
ＴＭＳ３２０ＶＣ５４０２（以 下 简 称 Ｃ５４０２）是 德 州 仪 器 公 司 的 定 点 数字信号处理器。与 ＴＭＳ３２０Ｃ５４ｘ 系 列的 其 他 芯片 相 比，Ｃ５４０２ 以其独有的高性能、低功耗和低价格受到了人们的广泛青睐。 Ｃ５４０２ 增 强 外 设有 软 件 等 待 状 态 发 生 器 、锁 相 环 时 钟 发 生 器 、６ 通 道 直 接 存 储 器 访 问（ＤＭＡ）控 制 器 、增 强 型 ８ 位 并 行 主 机 接 口 （ＨＰＩ）等 。两 个 可 编 程 的 多 通 道 缓 冲 串 口 （ＭｃＢＳＰ）能 够 全 双 工 、快 速地与其他同步串口进行数据交换，硬件连接简单，串口的工作 模式和传送数据的格式均可通过软件编程实现。
ＸＣＲ１０ ．ｓｅｔ
０００１１１１１００００００００ｂ ； 一 帧 ３２ 个 时
隙、一个时隙 ８ 比特
ＸＣＲ２０ ．ｓｅｔ ０００１１１１１００００００００ｂ ；单 帧 、一 帧 ３２ 个 时
隙、一个时隙 ８ 比特、不压缩、高位在前、无发送延时
如 按 上 述 时 隙 搬 移 原 理，ＤＳＰ 需 将 收 到 的 第 二 时 隙 交 换 到