作者：國(guó)家數(shù)字交換系統(tǒng)工程技術(shù)研究中心 楊鎮(zhèn)西 丁有志 康東明
引言
會(huì)議電話(huà)是電信數(shù)字交換系統(tǒng)的一項(xiàng)重要業(yè)務(wù)，該業(yè)務(wù)可以實(shí)現(xiàn)多個(gè)用戶(hù)之間同時(shí)通話(huà)。以往會(huì)議電話(huà)大都采用專(zhuān)用芯片來(lái)實(shí)現(xiàn)，隨著DSP技術(shù)的進(jìn)步，采用通用DSP實(shí)現(xiàn)會(huì)議電話(huà)由于具有容量大，成本低，升級(jí)靈活等優(yōu)點(diǎn)，逐漸成為首選方案。
TI公司低功耗高性能的DSP TMS320VC5410具有3條獨(dú)立的數(shù)據(jù)總線(xiàn)和1條程序總線(xiàn)，提供高度并行性，其多通道緩沖串口McBSP(Multichannel Buffered Serial Port)可以很容易地接口數(shù)字交換系統(tǒng)中常用的ST-BUS鏈路，DMA控制器可以最大限度地減少DSP內(nèi)部CPU的占用時(shí)間，片上RAM可以方便地提供程序運(yùn)行空間和McBSP的收發(fā)數(shù)據(jù)緩沖區(qū)，因此本文中采用該DSP實(shí)現(xiàn)會(huì)議電話(huà)功能。
算法設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)
會(huì)議電話(huà)的實(shí)現(xiàn)可以采用最大值輸出法。這種方法是將同一幀內(nèi)到達(dá)的通話(huà)各方的話(huà)音幅度進(jìn)行比較，一般是講話(huà)人的幅度最大，找出幅度最大的話(huà)音和幅度第二大的話(huà)音后將幅度第二大的話(huà)音送給講話(huà)人，而將幅度最大的話(huà)音送給其他用戶(hù)。

圖1 最大值輸出法會(huì)議電話(huà)示意圖
圖1是最大值輸出法會(huì)議電話(huà)的示意圖。圖中是以四方會(huì)議為例，A、B、C、D四方的第M幀PCM編碼送入TMS320VC5410后在第M+1幀期間進(jìn)行比較，假定判斷出A的話(huà)音幅度最大，B 的話(huà)音幅度第二大，于是在第M+2幀B的話(huà)音送給用戶(hù)A，A的話(huà)音送給B、C、D三方用戶(hù)，A用戶(hù)聽(tīng)到的是B用戶(hù)的聲音，其他用戶(hù)聽(tīng)到的是A用戶(hù)的聲音。
圖2給出了會(huì)議電話(huà)的DSP數(shù)據(jù)處理流程圖。

圖2 會(huì)議電話(huà)的DSP數(shù)據(jù)處理流程圖
首先DSP同時(shí)啟動(dòng)McBSP的收發(fā)端口，當(dāng)McBSP的接收端口收到ST-BUS鏈路送來(lái)的第M幀對(duì)應(yīng)于某一用戶(hù)時(shí)隙的8 bit A律(或m律，下面以我國(guó)的A律編碼為例)PCM話(huà)音數(shù)據(jù)后，先將其轉(zhuǎn)成13 bit線(xiàn)性碼，然后在線(xiàn)性碼的右端補(bǔ)上3 bit的0送給接收寄存器DRR1，這是因?yàn)門(mén)MS320VC5410 是16位的，只能對(duì)片上RAM按16 bit訪(fǎng)問(wèn)，為提高算法效率，設(shè)計(jì)中使用了線(xiàn)性碼進(jìn)行話(huà)音幅度比較。線(xiàn)性碼轉(zhuǎn)換完成后McBSP通知分配給它的接收DMA控制器，此時(shí)，DRR1的數(shù)據(jù)已就緒，接收DMA控制器立即將此16 bit數(shù)據(jù)按照其對(duì)應(yīng)的地址寫(xiě)入接收緩沖區(qū)中。我們?cè)贒SP的片上RAM中給McBSP的接收和發(fā)送端口各分配了2幀的數(shù)據(jù)緩沖區(qū)。為方便軟件處理，配置DMA時(shí)，在分配給它的數(shù)據(jù)緩沖區(qū)達(dá)到半滿(mǎn)和全滿(mǎn)時(shí)，向DSP內(nèi)的CPU發(fā)送中斷，因此DMA接收完第M幀話(huà)音數(shù)據(jù)后向CPU發(fā)送中斷。
當(dāng)CPU收到DMA中斷時(shí)，表明DMA已經(jīng)接收到了第M幀全部時(shí)隙的數(shù)據(jù)，CPU在第M+1幀的期間依據(jù)每一個(gè)會(huì)議電話(huà)中與會(huì)用戶(hù)所對(duì)應(yīng)的時(shí)隙號(hào)，對(duì)存于接收數(shù)據(jù)緩沖區(qū)的用戶(hù)的第M幀話(huà)音數(shù)據(jù)取絕對(duì)值后進(jìn)行幅度大小比較，找到最大的話(huà)音和第二大的話(huà)音，分別將它們寫(xiě)入第M+2幀與會(huì)用戶(hù)對(duì)應(yīng)的發(fā)送數(shù)據(jù)緩沖區(qū)的地址內(nèi)。
在第M+2幀時(shí)發(fā)送DMA控制器從它的數(shù)據(jù)緩沖區(qū)內(nèi)依次讀出相應(yīng)的數(shù)據(jù)送給McBSP的發(fā)送端口，發(fā)送端口首先將此線(xiàn)性碼語(yǔ)音數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)成A律語(yǔ)音數(shù)據(jù)，然后完成PCM話(huà)音數(shù)據(jù)發(fā)送。
DSP配置
TMS320VC5410有3個(gè)McBSP和6個(gè)DMA，可以全部用于會(huì)議電話(huà)的實(shí)現(xiàn)?？梢詫MA0~2依次分給McBSP0~2的接收端口，DMA3~5依次分給McBSP0~2的發(fā)送端口。
片上RAM分配
TMS320VC5410具有8K字16-bit 片上雙訪(fǎng)問(wèn)RAM (DARAM) 和56K字16-bit片上單訪(fǎng)問(wèn)RAM (SARAM)。DARAM由4塊組成，每塊大小為2K字。每塊可以在同一個(gè)時(shí)鐘周期內(nèi)讀兩次或者讀寫(xiě)各一次，因此適合用于DSP與Host之間的消息緩沖區(qū)，故將數(shù)據(jù)空間的0080h-1FFFh映射為DARAM。SARAM由7塊組成，每塊大小為8K字。SARAM可以在同一個(gè)時(shí)鐘周期內(nèi)讀一塊，寫(xiě)另一塊，因此適合用于運(yùn)行程序區(qū)和數(shù)據(jù)區(qū)，程序空間的2000h?FFFh映射為SARAM，數(shù)據(jù)空間的8000h蠪FFFh映射為SARAM。對(duì)于片上RAM的分配見(jiàn)圖3，具體分配如下所示：

圖3 片上RAM分配示意圖
1．0x0080~0x1FFF，DSP與Host的消息緩沖區(qū)。
2．0x2000~0x4FFF，DSP程序區(qū)，包括目標(biāo)文件的.text和.cinit段。其中0x2000~0x2080為DSP的中斷向量表。
3．0x5000~0x7FFF，DSP數(shù)據(jù)區(qū)，包括DSP文件的.bss 和 .stack段。
4．0x8000~0x803F，DMA0緩沖區(qū)，用于McBSP0的接收。
5．0x8040~0x807F，DMA1 緩沖區(qū)，用于McBSP1的接收。
6．0x8080~0x80BF，DMA2 緩沖區(qū)，用于McBSP2的接收。
7．0x80C0~0x80FF，DMA3 緩沖區(qū)，用于McBSP0的發(fā)送。
8．0x8100~0x813F，DMA4 緩沖區(qū)，用于McBSP1的發(fā)送。
9．0x8140~0x817F，DMA5 緩沖區(qū)，用于McBSP2的發(fā)送。
McBSP的配置
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McBSP支持2M和8M ST-BUS鏈路，這里我