高速G．729ab聲碼器設(shè)計及其在媒體網(wǎng)關(guān)中的應(yīng)用
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TMS320C6203支持16個EDMA通道，其12～15通道可用于響應(yīng)串口收、發(fā)中斷。以串口接收數(shù)據(jù)為例：本設(shè)計中設(shè)計了乒、乓兩個串口數(shù)據(jù)接收緩存區(qū)。
串口寄存器中的數(shù)據(jù)通過EDMA模式緩存到乒緩存區(qū)，當乒緩存區(qū)滿時，EDMA參數(shù)重載，控制切換，將數(shù)據(jù)緩存至乓緩存區(qū)，同時給出EDMA中斷，通知CPU讀取一幀數(shù)據(jù)。通過McBSP接口發(fā)送數(shù)據(jù)的過程完全類似。
聲碼器通過DSP的HPI接口與上層處理器連接，實現(xiàn)數(shù)據(jù)網(wǎng)分組語音壓縮信號的收發(fā)。在HPI接口中，設(shè)計了以太網(wǎng)數(shù)據(jù)發(fā)送／接收緩存區(qū)，并為每個緩存區(qū)設(shè)計了RP(Read Pointer，讀指針)和WP(Write Pointer，寫指針)，用于控制上層處理器和DSP之間的編碼數(shù)據(jù)交互。同時上層處理器通過HPI接口向聲碼器發(fā)送指令，控制通道的打開或關(guān)閉。
3 在媒體網(wǎng)關(guān)中的應(yīng)用設(shè)計
聲碼器內(nèi)部的主控程序采用定時中斷方式訪問HPI接口，根據(jù)上層處理器的指令打開或關(guān)閉通道。同時主程序使用輪詢方式處理從E1接口來的PCM話音信號；根據(jù)相應(yīng)的通道工作狀態(tài)設(shè)置編解碼算法參數(shù)，將話音信號壓縮編碼；編碼后的語音數(shù)據(jù)，通過HPI接口輸出到上層處理器，進入數(shù)字網(wǎng)絡(luò)。使用完全類似的輪詢處理方式，逆向處理從來自數(shù)字網(wǎng)絡(luò)的編碼數(shù)據(jù)。
由于數(shù)字網(wǎng)絡(luò)屬于分組通信，必須有合適的多媒體實時流網(wǎng)絡(luò)傳輸協(xié)議以保證語音的連貫性。在聲碼器的HPI接口控制程序中，設(shè)計了一個提供給上層處理器的RTP(Real-time Transport Protocol，實時傳輸協(xié)議)接口，用于完成編碼和解碼數(shù)據(jù)包的輸出和輸入及相應(yīng)的RTP成幀、解幀功能，具體功能設(shè)計如下：
RTP打包和發(fā)送：RTP包由具有固定格式的包頭和數(shù)據(jù)部分組成。將編碼后的語音數(shù)據(jù)，按照RTP打包參數(shù)的要求組織RTP頭和RTP凈荷。 RTP包頭中的關(guān)鍵字段為SN(Sequence Number，序列號)和TS(Time Stamp，時間戳)。SN用于對RTP包進行排序。每發(fā)送一個RTP數(shù)據(jù)包，SN加1。TS用于標識RTP數(shù)據(jù)包中第一個字節(jié)采樣時的時刻，以語音樣本為單位遞增；對于語音包和靜音壓縮包，TS增值一致。另外，RTP包頭中的PT(Payload Type，負載類型)字段用于指示RTP凈荷的數(shù)據(jù)編碼格式。在RFC3550中規(guī)定了標準音頻載荷類型：G．729編碼對應(yīng)的PT為18。
由于RTP包頭中沒有長度字段，故對RTP包進行了外部擴展：將打好的RTP包作為凈荷，附加上RTP包數(shù)據(jù)長度、通道號，組成“以太網(wǎng)數(shù)據(jù)包”。針對C6203的32位尋址的HPI總線接口，設(shè)計以太網(wǎng)數(shù)據(jù)包格式如圖2所示。本文引用地址：http://butianyuan.cn/article/166506.htm
RTP包發(fā)送：即寫“以太網(wǎng)數(shù)據(jù)包”至“以太網(wǎng)數(shù)據(jù)發(fā)送緩存區(qū)”。首先根據(jù)該緩存區(qū)的讀寫指針判斷剩余空間；如寫空間不夠，則放棄此次寫操作，該數(shù)據(jù)包同時被丟棄。如寫空間足夠，則將數(shù)據(jù)包寫入發(fā)送緩存區(qū)，并更新寫指針。上層處理器根據(jù)該緩存區(qū)的讀寫指針判斷該緩存區(qū)內(nèi)是否有新數(shù)據(jù)，并進行讀操作，以及更新讀指針。
RTP包接收、排序和緩存：分組通信需要考慮語音的防抖動處理。本文通過設(shè)置靜態(tài)抖動緩沖區(qū)實現(xiàn)去抖動。首先根據(jù)“以太網(wǎng)數(shù)據(jù)接收緩存區(qū)”的讀寫指針判斷是否有新的數(shù)據(jù)包到來，如果有，則將該數(shù)據(jù)包根據(jù)RTP的SN和TS排列在相應(yīng)通道的RTP緩存隊列中。重復(fù)上述過程直至將“以太網(wǎng)數(shù)據(jù)接收緩存區(qū)”中所有的數(shù)據(jù)包讀完，然后更新該緩存區(qū)的DSP讀指針。對于每個通道的RTP緩存隊列，當緩存語音數(shù)據(jù)到達預(yù)先定義的閾值K時，給出標志允許該通道開始進行語音數(shù)據(jù)解碼。如果數(shù)據(jù)分組有抖動延遲，則解碼語音可繼續(xù)保持K時間單位不被打斷。
4 結(jié)語
在純匯編并行優(yōu)化的基礎(chǔ)上設(shè)計了高效的G．729ab聲碼器；利用TMS320C6203的在片外設(shè)McBSP實現(xiàn)了連接PSTN的標準E1接口；設(shè)計了用于分組數(shù)據(jù)收發(fā)的RTP協(xié)議接口，利用TMS320C6203的HPI接口方式與上層處理器連接，使聲碼器可靈活應(yīng)用于媒體網(wǎng)關(guān)。
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