G.723標(biāo)準(zhǔn)數(shù)字錄音系統(tǒng)設(shè)計(jì)

　　3 系統(tǒng)控制軟件設(shè)計(jì)
　　ADSP21XX系列提供了一整套軟件開(kāi)發(fā)工具及相應(yīng)的仿真器開(kāi)發(fā)平臺(tái)，給系統(tǒng)的調(diào)試與仿真提供了極大的方便。軟件開(kāi)發(fā)系統(tǒng)包括系統(tǒng)建造器、帶運(yùn)行時(shí)時(shí)間庫(kù)的C編譯器、匯編器、連接器、PROM劃分器等。通過(guò)編譯連接匯編源程序，可以生成EXE文件。此文件是存儲(chǔ)映像文件，可以加載到仿真器上進(jìn)行仿真；調(diào)試成功后，通過(guò)PROM劃分器和EPROM燒制設(shè)備可以寫入EPROM，系統(tǒng)復(fù)位時(shí)DSP加載EPROM程序便可自動(dòng)運(yùn)行，控制整個(gè)系統(tǒng)的工作。系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)采用自舉和中斷控制兩種方式。自舉方式系統(tǒng)一上電，ADSP-2181讀取EPROM中的程序，自動(dòng)運(yùn)行程序去控制整個(gè)系統(tǒng)工作。
　　中斷控制利用了ADSP-2181的兩個(gè)中斷，即sport0接收中斷和timer中斷。ADSP-2181的sport與AD73311相連。當(dāng)?shù)玫揭粋€(gè)采樣數(shù)據(jù)時(shí)，產(chǎn)生一個(gè)接收中斷，ADSP-2181讀取便得到采樣數(shù)據(jù)。由于sport0是全雙工的，當(dāng)產(chǎn)生接收中斷時(shí)，同時(shí)可以發(fā)送數(shù)據(jù)，一方面在錄音時(shí)可以得到回放效果；另一方面則在播放時(shí)可直接發(fā)送數(shù)據(jù)，而對(duì)采樣數(shù)據(jù)置之不理，這樣便于解碼數(shù)據(jù)以固定的碼率回放。Timer中斷定時(shí)檢測(cè)外部控制引腳狀態(tài)，包括錄音、放音、快放及碼率轉(zhuǎn)換4個(gè)引腳，每個(gè)引腳的0/1狀態(tài)對(duì)應(yīng)兩種控制，即開(kāi)始錄音/停止錄音、開(kāi)始放音/停止放音、5.3kbps/6.3kbps碼率轉(zhuǎn)換及快放狀態(tài)，共有七個(gè)狀態(tài)。 DSP匯編語(yǔ)言的結(jié)構(gòu)與ASM匯編語(yǔ)言類似，其開(kāi)頭部分對(duì)應(yīng)中斷向量表。工作在中斷方式時(shí)，則向量表對(duì)應(yīng)中斷處一般為一條跳轉(zhuǎn)語(yǔ)句；產(chǎn)生中斷時(shí)，則跳到相應(yīng)語(yǔ)句執(zhí)行中斷控制功能。主程序的中斷設(shè)置部分如下： JUMP start;NOP;NOP;NOP; {reset start interrupt} RTI;NOP;NOP;NOP; {IRQ2} RTI;NOP;NOP;NOP; {IRQL1} RTI;NOP;NOP;NOP; {sport0 transmit} JUMP sportReceive;NOP;NOP;NOP; {sport0 receive} RTI;NOP;NOP;NOP; {IRQE} RTI;NOP;NOP;NOP; {BDMA} RTI;NOP;NOP;NOP; {sport1 transmit} RTI;NOP;NOP;NOP; {sport1 receive} JUMP settimer;NOP;NOP;NOP; {timer interrupt} RTI;NOP;NOP;NOP; {PowerDown} sporto和timer中斷控制說(shuō)明如下： （1）sporto接收數(shù)據(jù)中斷在程序中，數(shù)據(jù)處理集中在此進(jìn)行。主要過(guò)程是：在錄音時(shí)，每收到240個(gè)采樣數(shù)據(jù)，就進(jìn)行G.723編碼，將編碼結(jié)果保存到閃速存儲(chǔ)器中；在播放時(shí)，每次讀取24個(gè)數(shù)據(jù)，將讀取的數(shù)據(jù)進(jìn)行解碼，再通過(guò)串行口發(fā)送出去，經(jīng)揚(yáng)聲器還原成語(yǔ)音信號(hào)。其流程如圖6所示。（2）timer中斷 timer中斷用來(lái)檢測(cè)用戶的控制信息及顯示運(yùn)行時(shí)間信息。用戶控制有4個(gè)，即碼率選擇、錄音控制、放音控制及快退控制。對(duì)應(yīng)這4個(gè)控制引腳，初始設(shè)定為輸入態(tài)，然后通過(guò)檢測(cè)各個(gè)引腳的電平設(shè)定工作態(tài)。其流程如圖7所示。
　　4 系統(tǒng)調(diào)試
　　系統(tǒng)調(diào)試要使用AD公司提供的ADSP21XX系列的整套軟件開(kāi)發(fā)工具和仿真器。筆者使用ADSP-2181-EZ-ICE仿真器進(jìn)行調(diào)試。仿真器上自帶33MHz的2181，調(diào)試支持20個(gè)斷點(diǎn)，可單步、設(shè)斷點(diǎn)和全速運(yùn)行，可隨時(shí)觀察和修改寄存器和存儲(chǔ)單元的值。仿真器上提供了一個(gè)14針的仿真接口，仿真器通過(guò)此接口仿真控制目標(biāo)系統(tǒng)。仿真器與計(jì)算機(jī)間有一個(gè)RS-232接口，通過(guò)數(shù)據(jù)進(jìn)行連到計(jì)算機(jī)的串行口上，在仿真器開(kāi)發(fā)平臺(tái)上就可以進(jìn)行軟件調(diào)試。系統(tǒng)調(diào)試時(shí)遇到的主要問(wèn)題是存儲(chǔ)器讀寫及LCD的顯示問(wèn)題。開(kāi)始時(shí)發(fā)現(xiàn)寫進(jìn)閃速存儲(chǔ)器的數(shù)據(jù)與讀出的數(shù)據(jù)不符。經(jīng)仔細(xì)分析，發(fā)現(xiàn)是由于沒(méi)有嚴(yán)格按照閃速存儲(chǔ)器的讀寫操作時(shí)序進(jìn)行編程，或是延遲量不夠，或是兩個(gè)信號(hào)的先后次序弄反了，數(shù)據(jù)可能根本沒(méi)有寫進(jìn)去，讀出的數(shù)據(jù)當(dāng)然是錯(cuò)的。在嚴(yán)格按照其說(shuō)明書的時(shí)序進(jìn)行編程控制后，數(shù)據(jù)的讀寫擦除操作完全正常。在播放錄音數(shù)據(jù)時(shí)，曾出現(xiàn)聲音跳變不連續(xù)的問(wèn)題，經(jīng)分析發(fā)現(xiàn)原因在于地址定位時(shí)出錯(cuò)。因?yàn)閷?duì)閃速存儲(chǔ)器擔(dān)任時(shí)每次讀寫都是一幀數(shù)據(jù)，而編解碼時(shí)一次操作的數(shù)據(jù)為20/24個(gè)字節(jié)，兩者長(zhǎng)度不一樣，需要進(jìn)行轉(zhuǎn)換操作。
　　本系統(tǒng)中ADSP-2181處理器的機(jī)器周期為30ns，經(jīng)設(shè)定最大的等待周期為7機(jī)器周期后也才有240ns，而LCD的工作使能脈寬至少要300ns。因此在硬件上增加了一單穩(wěn)延遲電路，這樣便解決了此問(wèn)題。