語(yǔ)音壓縮芯片CT8022的使用方法

1 引腳說(shuō)明

CT8022有128條管腳，分為6類。
　　
　?。?）主機(jī)接口引腳

　　HSTDB0～7：主機(jī)數(shù)據(jù)總線。

　　HSTAB0～3：主機(jī)地址線。其中HSTAB0用來(lái)選擇16位控制字的高8位或低8位，當(dāng)為0時(shí)選擇低8位，為1時(shí)選擇高8位。

　　HSTRDN：主機(jī)讀允許信號(hào)。允許主機(jī)從由HSTAB1～3譯碼后所選擇的主機(jī)接口寄存器中讀出數(shù)據(jù)。

　　HSTWRN：主機(jī)寫(xiě)允許信號(hào)。允許主機(jī)向由HSTAB1～3譯碼后所選擇的主機(jī)接口寄存器中寫(xiě)入數(shù)據(jù)。

　　HSTCSN：主機(jī)接口選中信號(hào)。在對(duì)CT8022讀寫(xiě)時(shí)，該引腳與HSTRDN，HSTWRN和HSTAB0～3共同作用。當(dāng)HSTCSN有效時(shí)，HSTAB0～3應(yīng)保持不變。在DMA方式時(shí)，此信號(hào)應(yīng)置為無(wú)效。
　
　?。?）數(shù)據(jù)／程序存儲(chǔ)器引腳

　　MDB0～15：外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器數(shù)據(jù)總線。
　　ADDR0～15：外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器地址總線。
　　BSEL：外部數(shù)據(jù)總線字節(jié)選擇。當(dāng)外接非16位寬度的內(nèi)存時(shí)該引腳有用。
　　DRDN：外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器讀允許。
　　DWRN：外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫(xiě)允許。
　　PRDN：外部程序內(nèi)存讀允許。
　　PRWN：外部程序內(nèi)存寫(xiě)允許。
　　CREADN：同時(shí)讀取外部程序和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器引腳。
　　DCSN：外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器片選信號(hào)。不用時(shí)接地。

　?。?）時(shí)鐘引腳

　　SLK：CODEC接口移位時(shí)鐘。
　　FSYNC：CODEC接口幀同步時(shí)鐘。
　　XIN：晶體／外部時(shí)鐘輸入。
　　XOUT：晶體輸出端。
　　CLKOUT：CT8022語(yǔ)音壓縮芯片的核心頻率。由內(nèi)部頻率45．056MHz分頻得到。分頻因子可通過(guò)命令設(shè)置。
　　PLLR，PLLC，PLLT，AVCC，AGND：PLL支持管腳。連接方法如圖1所示。
　　PLLBYPASS：禁用內(nèi)部PLL。用于XIN端直接外接90．112MHz時(shí)鐘時(shí)用。

　　（4）CODEC引腳

　　DX0：用于串行輸出已解壓信號(hào)至CODEC0。
　　DR0：用于從CODEC0串行輸入8／16bit格式信號(hào)。
　　DX1：用于串行輸出已解壓信號(hào)至CODEC1。
　　DR1：用于從CODEC1串行輸入8／16bit格式信號(hào)。

　?。?）DMA引腳
　　
　　TXDREQ：DMA發(fā)送請(qǐng)求信號(hào)。數(shù)據(jù)的傳輸可采用DMA方式或主機(jī)訪問(wèn)方式。具體方式可在初始化時(shí)通過(guò)向硬件控制寄存器（HCR）寫(xiě)控制命令來(lái)控制。

　　TXDACKN：DMA發(fā)送允許。

　RXDREQ：DMA接收請(qǐng)求信號(hào)。 RXDACKN：DMA接收允許信號(hào)。

　?。?）其它引腳

　　GND1～18：接地引腳。
　　VCC1～18：接5V電源。
　　IRQN：中斷請(qǐng)求信號(hào)。
　　RSTN：復(fù)位端口。
　　GPIO0～7：通用I／O腳。與該器件以前的系列CT8015兼容。
　　BRQN，ABORTN，EINTN：保留引腳。可通過(guò)10kΩ上拉電阻與VCC相連。 BGRNTN，BRDN：保留，不連接。
　　EXTP，BMODE，DBG，BOOT，URST，TEST：保留，接地。
　　
　　應(yīng)當(dāng)說(shuō)明的是：在以上各管腳名稱中，如果最后一個(gè)字母為N，則表示該管腳為低有效。

2 工作原理

　　2 .1與CODEC的接口
　　
　　CT8022可以直接與一個(gè)或兩個(gè)8 bit A／μ率編譯碼器（A／D和D／A）相連，也可以與16位線性編譯碼器相連。在作為輸入／輸出信號(hào)時(shí)，可通過(guò)主機(jī)接口命令來(lái)確定接口的具體參數(shù)。當(dāng)使用兩個(gè)編譯碼器時(shí)，應(yīng)保證其型號(hào)相同。CT8022可以向CODEC提供時(shí)鐘信號(hào)，也可與編譯碼器使用共同的外部時(shí)鐘信號(hào)。當(dāng)CT8022向CODEC提供時(shí)鐘信號(hào)時(shí)，時(shí)鐘SCLK和FSYNC由其內(nèi)部的時(shí)鐘通過(guò)編程而分頻得到。CODEC的抽樣頻率為FSYNC。SCLK、FSYNC和CT8022內(nèi)部的時(shí)鐘關(guān)系為：
　　
　　SCLK＝CT8022的內(nèi)部時(shí)鐘／（N＋1），其中3≤N≤31；

　　FSYNC＝SCLK／（M＋1），其中18≤M≤1023。
　　
　　式中M、N均為分頻因子，具體值可根據(jù)采樣頻率在初始化時(shí)用命令寫(xiě)入。

　　2．2外部SRAM
　　
　　CT8022至少需要8k8的SRAM，以用來(lái)存儲(chǔ)運(yùn)算時(shí)所需的數(shù)據(jù)?；静僮骱统绦虼a存儲(chǔ)在片內(nèi)的ROM中。CT8022與外部SRAM連接如圖2所示。
　　
　　其中BSEL用來(lái)選擇高／低位字節(jié)，當(dāng)SRAM地址線為16位時(shí)，此管腳不用?！?BR>　　

　　2．3主機(jī)控制接口
　　
　　對(duì)CT8022語(yǔ)音壓縮芯片的控制是通過(guò)片內(nèi)的8／16位控制／狀態(tài)／數(shù)據(jù)接口來(lái)進(jìn)行的。該接口可映像到內(nèi)部的主機(jī)控制地址空間，使得CT8022可與廉價(jià)的8位或16位微控制器一起使用?？刂破魍ㄟ^(guò)向控制寄存器寫(xiě)控制字來(lái)對(duì)CT8022進(jìn)行操作，并通過(guò)讀狀態(tài)寄存器得到狀態(tài)信息。語(yǔ)音數(shù)據(jù)可通過(guò)深度可變的、最長(zhǎng)為16個(gè)字的接收或發(fā)送緩沖器由主機(jī)存取或DMA方式來(lái)進(jìn)行記錄或播放。這些控制寄存器包括硬件控制寄存器（HCS）、硬件狀態(tài)寄存器（HSR）、軟件控制寄存器（SCR）、軟件狀態(tài)寄存器（SSR）、輔助軟件控制寄存器（ASCR）和輔助軟件狀態(tài)寄存器（ASSR）等，而器件中的緩沖器則通過(guò)主機(jī)讀／寫(xiě)數(shù)據(jù)緩沖訪問(wèn)端口來(lái)進(jìn)行語(yǔ)言數(shù)據(jù)的操作。
　　
　　CT8022包含兩個(gè)16字（32字節(jié)）的數(shù)據(jù)緩沖區(qū)，通過(guò)它主機(jī)可以向CT8022發(fā)送數(shù)據(jù)，同時(shí)主機(jī)也可接收CT8022的數(shù)據(jù)。這兩個(gè)緩沖區(qū)的訪問(wèn)權(quán)由CT8022控制，主機(jī)可通過(guò)兩個(gè)16位的主機(jī)數(shù)據(jù)緩沖端口間接訪問(wèn)。由于主機(jī)數(shù)據(jù)總線為8位，因此應(yīng)根據(jù)HSTAB0選擇來(lái)訪問(wèn)高／低字節(jié)，并由CT8022 內(nèi)部的地址計(jì)數(shù)器產(chǎn)生訪問(wèn)所需的地址。各個(gè)寄存器的地址如表1所列。

　　
　　
　　表中的HSTAB0用來(lái)選擇16位控制字的高8位或低8位。當(dāng)HSTAB0為0時(shí)選擇低8位，為1時(shí)選擇高8位；訪問(wèn)時(shí)先低8位，后高8位。

　　3 工作模式

　　CT8022主要的工作模式有：空模式、重放（解壓縮）模式和記錄（壓縮）模式。
　　
　　在加電或復(fù)位后，主機(jī)必須使芯片進(jìn)入空模式，才能進(jìn)行其它命令操作。此時(shí)，發(fā)送／接收緩沖器為空，而來(lái)自CODEC的數(shù)據(jù)將被忽略。
　　
　　在重放模式中，CT8022中的發(fā)送寄存器被激活，主機(jī)應(yīng)向CT8022發(fā)送已被壓縮的數(shù)據(jù)，以對(duì)其進(jìn)行解壓。當(dāng)數(shù)據(jù)中斷時(shí)，CT8022將重復(fù)解壓發(fā)送寄存器內(nèi)的數(shù)據(jù)，并將其發(fā)送到CODEC，直到主機(jī)重新發(fā)送有效數(shù)據(jù)。
　　
　　在記錄模式中，CT8022中的接收寄存器被激活，CT8022將CODEC送來(lái)的數(shù)據(jù)壓縮后送入接收寄存器，然后由主機(jī)將寄存器內(nèi)的數(shù)據(jù)取走。若主機(jī)未能及時(shí)取走寄存器內(nèi)的數(shù)據(jù)，那么，寄存器中的數(shù)據(jù)將被后一幀的數(shù)據(jù)所代替。
　　
　　當(dāng)系統(tǒng)處于全雙工模式時(shí)，可同時(shí)進(jìn)行語(yǔ)音的壓縮與解壓。
　　
　　CT8022的編譯碼器循環(huán)模式為測(cè)試模式，可用于將CODEC送來(lái)的碼流不經(jīng)壓縮而直接送回CODEC。

　　4 工作流程

　　主機(jī)可通過(guò)命令－應(yīng)答協(xié)議來(lái)控制CT8022。對(duì)主機(jī)發(fā)出的每條命令CT8022都將產(chǎn)生狀態(tài)應(yīng)答信號(hào)，因此，主機(jī)在發(fā)出下一條命令前應(yīng)先讀取應(yīng)答信號(hào)。主機(jī)對(duì)CT8022的控制命令通過(guò)寫(xiě)SCR來(lái)實(shí)現(xiàn)。當(dāng)CT8022準(zhǔn)備好接收命令后，應(yīng)設(shè)置好HSR中的CONTROLREADY位。此時(shí)主機(jī)只能向SCR寫(xiě)命令。CT8022將通過(guò)寫(xiě)SSR來(lái)產(chǎn)生命令的應(yīng)答信號(hào)。主機(jī)只有在HSR中的STATUSREADY位有效后才可從SSR中讀取狀態(tài)信息，并清除STATUSREADY位。由于CT8022的控制寄存器為16位，而主機(jī)接口為8位，因此主機(jī)在寫(xiě)控制字時(shí)，應(yīng)先寫(xiě)低字節(jié)，后寫(xiě)高字節(jié)。 　　

　　4．1初始化
　　
　　在使用CT8022時(shí)，必須先對(duì)其進(jìn)行初始化操作，具體過(guò)程如下：

　　（1）在系統(tǒng)加電或復(fù)位后，主機(jī)訪問(wèn)HSR，直到CONTROLREADY位有效。
　?。?）主機(jī)首先向SCR寫(xiě)入設(shè)置CT8022為空模式的命令0000H。
　?。?）CT8022產(chǎn)生應(yīng)答，并置HSR的STATUSREADY位。
　?。?）主機(jī)檢測(cè)到STATUSREADY位有效時(shí)，從SSR讀取狀態(tài)信息。
　　（5）主機(jī)向SCR寫(xiě)入CODEC的配置命令。
　?。?）CT8022根據(jù)配置命令配置與CODEC的接口，并產(chǎn)生應(yīng)答信息，同時(shí)置STATUSREADY位。
　?。?）主機(jī)檢測(cè)到STATUSREADY位有效時(shí)，從SSR讀取狀態(tài)信息。

　　4．2寫(xiě)控制字
　　
　　在初始化完成后，主機(jī)便可寫(xiě)入控制字，以規(guī)定CT8022的具體工作狀態(tài)。
　　
　　下面以與ITU－G．723．1兼容的6．3kbits／s壓縮算法為例來(lái)說(shuō)明設(shè)置CT8022為壓縮狀態(tài)（記錄模式）的具體過(guò)程。假設(shè)CT8022已經(jīng)初始化完成并處于空模式，且CODEC接口符合G．723．1要求。其過(guò)程如下：

　?。?）主機(jī)檢測(cè)HSR的CONTROLREADY位。
　?。?）通過(guò)向SCR寫(xiě)入命令字5131H來(lái)設(shè)置速率為6．3kbit／s。
　?。?）CT8022通過(guò)SSR發(fā)出應(yīng)答信號(hào)。
　?。?）主機(jī)檢測(cè)HSR的STATUSREADY位，檢測(cè)到該位后讀取SSR，并將STATUSREADY自動(dòng)清零。
　　（5）向SCR寫(xiě)入控制字5102H，以使數(shù)據(jù)可以在主機(jī)讀／寫(xiě)數(shù)據(jù)緩沖端口與CT8022內(nèi)部寄存器自動(dòng)交換。
　?。?）CT8022通過(guò)SSR響應(yīng)命令。
　?。?）主機(jī)檢測(cè)HSR的STATUSREADY位，檢測(cè)到后讀取SSR，并將STATUSREADY自動(dòng)清零。
　　（8）主機(jī)向SCR寫(xiě)入控制字1C03H，表明主機(jī)將通過(guò)主機(jī)接收數(shù)據(jù)緩沖訪問(wèn)端口讀取數(shù)據(jù)。 （9）CT8022完成內(nèi)部同步，并產(chǎn)生應(yīng)答。
　　（10）主機(jī)檢測(cè)HSR的STATUSREADY位，檢測(cè)到后，讀取SSR，并將STATUSREADY自動(dòng)清零。
　?。?1）至此，CT8022已處于記錄模式?？梢詫?duì)由 CODEC發(fā)送來(lái)的數(shù)據(jù)以30ms的長(zhǎng)度為一幀進(jìn)行壓縮。每個(gè)壓縮的數(shù)據(jù)幀通過(guò)以下兩種方式由CT8022送至主機(jī)：第一種是由主機(jī)檢測(cè)HSR中的RXReady，然后等待該位被置位。第二種是主機(jī)從主機(jī)接收數(shù)據(jù)緩沖訪問(wèn)端口讀取12個(gè)字的數(shù)據(jù)。

　　4．3停止操作

　　若要停止記錄，可進(jìn)行如下操作：
　　
　?。?）向SCR寫(xiě)入空模式命令字0000H，或執(zhí)行停止記錄命令5120H。
　?。?）CT8022停止對(duì)數(shù)據(jù)的壓縮，并清除RXReady位。
　?。?）CT8022向SSR寫(xiě)入命令應(yīng)答信息。
　　（4）主機(jī)檢測(cè)HSR的STATUSREADY位，檢測(cè)到后讀取SSR，并將STATUSREADY自動(dòng)清零。

　　5 應(yīng)用電路

　　由CT8022和主機(jī)組成的語(yǔ)音壓縮應(yīng)用電路框圖如圖3所示。