沒有現代通訊，我們會在哪里？可能回到灰色時代 - 不是黑暗時代，而是非常接近。通信，現代電子和電信設備是我們文明連接的支柱。我們擁有手機信號塔，衛星電話，Wi-Fi區域，傳統POTS線路以及新興標準，這些標準將帶來更多功能和更高帶寬。

在這個模糊的連接云中，每一點都是工程師設計，調試，測試并進入制造環境的設備。現代化的全球基礎設施包括一些最古老的和一些最新技術，需要很好地協同工作。不同的通信標準和技術需要無縫集成，以使任何通信網絡可行。

這就是開發系統和參考設計發揮作用的地方。設備制造商將大量必要技術集成到小芯片，設備和模塊中。為了方便他們的產品的使用，開發套件經常為我們做很多設計工作，并為任何設計提供高水平的起點。

本文討論了一些現成的電信開發套件，以幫助我們完成設計。它還討論了開發系統支持的一些部分。

我到達了我所說的派對嗎？

傳統的普通老式電話系統（POTS）是歷史上最成功的大眾通信部署。 50多年來，POTS系統為世界各地的家庭提供了可靠，優質的服務。

雖然蜂窩和基于IP的電話正在趕上甚至超過發展中國家的POTS系統，但不要忽視POTS技術。基于IP的電話系統以及電纜調制解調器，DSL和光纖系統仍將提供POTS接口。大多數家庭已經接通了這一點，它使得從傳統的POTS系統轉換到IP系統更容易，無需任何基礎設施修改。

這項技術的基礎是中心局（CO）和用戶端點接口電路。用戶端點稱為用戶線接口電路（SLIC），中心局接口設備稱為數據訪問配置（DAA）。這兩種類型的電路通過雙線接口完全實現通信鏈路，包括信令（振鈴，振鈴檢測，掛機和摘機檢測，忙檢測和指示以及雙向音頻）。

這兩種功能都可以分開實現，但大多數都會選擇集成解決方案來節省時間和PCB空間。例如，如果您正在設計電纜調制解調器，您將在一側連接到有線電視公司，具有以太網端口，可能是USB端口或兩個，電源，電池備份（如果要提供電話則需要），以及一個DAA電路，如CP Clare（現為IXYS公司）LiteLink III CPC5622ATR電話線接口IC（見圖1）。這部分模仿傳統電話公司允許所有家用電話，應答機，傳真和調制解調器連接。該DAA采用3.3或5伏電壓，包括來電顯示信號，環形電壓和波形產生，用于掛機和摘機電源的線電壓以及采用32引腳SOIC封裝的語音和數據檢測。

圖1：DAA模仿電話公司CO，允許傳統電話，應答機，傳真等連接到現代有線調制解調器，DSL線路，光纖網絡，衛星和蜂窩網絡。請注意隔離（由IXYS提供）。

盡管POTS技術得到了很好的定義和理解，但設計人員仍有壓力證明可行性，快速原型，并能夠快速演示和測試他們的設計。為了幫助實現這一目標，IXYS提供CPC5622-EVAL-600R開發模塊，該模塊不僅可以演示CPC5622操作，還可以在SIP可插拔模塊中實現，可以輕松地將其集成到您的原型中（參見圖2）。

圖2：LiteLink開發模塊支持CPC5622，可輕松作為原型設計的SIP模塊（由IXYS公司提供）。

該評估/開發板允許您通過使用可編程驅動器調整AC和DC終端，從而可以自定義國家/地區之間存在的微小變化。您還可以自定義來電顯示信號增益以及振鈴檢測信號強度。這些器件還支持增強型脈沖撥號模式以及接地啟動監控電路。還包括完整的參考設計，以幫助加快從原型到電路板布局的實施。

按“1”與人交談（祝你好運）

雙音多頻信號（DTMF）是現代電話設計中不可或缺的一部分。它使撥號速度更快，更可靠，并使得答錄機等設備能夠遠程響應我們的請求，使我們能夠播放信息并重新錄制世界各地的問候語。

不幸的是，DTMF還可以讓非人工自動化系統在試圖獲得客戶幫助時讓我們發瘋，但我們必須把好處帶走。無論如何，DTMF生成是任何終端用戶設備的重要組成部分，DTMF檢測是任何需要模仿中心局的CO設備或設備的重要組成部分。

幸運的是，還有芯片和開發套件來幫助這個設計領域。例如，Silicon Labs的C8051F002-GQ是一個集成的8位微控制器，以及可以執行DTMF等混合信號功能的模擬模塊。 DTMF功能基本上是混合信號技術，因為實際DTMF音調是模擬AC波形，而實際數字代碼是數字二進制或十六進制數值。因此，DTMF編碼器和解碼器是混合信號設備，可以是離散編碼器和解碼器，也可以與可編程微控制器捆綁在一起。

C8051F002-GQ采用流行的25 MIPS 8051微控制器內核，集成8 KB閃存。 2.7至3.6伏的器件具有5伏容差，范圍從小型11引腳QFN或14引腳SOIC封裝到48引腳TQFP封裝，具有更多I/O和閃存（最高32 K）。這意味著如果您熟悉緊密編碼，則可以將此部件用作DTMF處理系統的核心，例如警報監視器，遙控器和中繼器開關。

這些器件非常適合實現具有內置編碼器和解碼器功能的DTMF通信方案，以及UART，可編程增益放大器，定時器，計數器和I2C端口（參見圖3）。

圖3：Silicon Labs芯片不僅僅是一個DTMF編碼器/解碼器，還包含一個微控制器，可以從系統角度處理DTMF處理（由Silicon Labs提供）。

一個特別好的功能是能夠在25 MHz晶振和RC振蕩器之間動態切換時鐘源。這樣，如果需要UART，更高頻率的晶體可以確保可靠的通信時序，同時可以啟動RC振蕩器以實現更低的功耗和待機模式。

由于C8051F002-GQ不僅僅是一個混合信號編碼器/解碼器芯片，Silicon Labs為該器件提供了支持DTMF功能的開發環境。他們的C8051F300DK開發套件（見圖4）支持系統內可編程內部8051微控制器的代碼開發，并提供完整的參考設計和靈活的電路板，包含DTMF發生器，解碼器，蜂鳴器，RS-232端口和數字顯示器。

圖4：基于Silicon Labs微控制器的C8051F002-GQ的大部分開發板專用于DTMF編碼和解碼（由Silicon Labs提供）。

DTMF檢測器可以接受來自外部插孔或波形文件的輸入，也可以從DTMF發生器循環。這使設計人員可以使用同一塊板測試不同的功能階段。通常，DTMF系統是交互式的，這意味著微控制器需要實現響應用戶命令和請求的完整菜單系統。該器件可以單獨用于可以裝入有限的8 KB閃存的簡單應用，也可以編程成為功能更強大的嵌入式微處理器或微控制器的外設。

Silicon Labs為這些部件提供了多種原型設計和評估輔助工具，包括一些基于USB的插件開發工具，如TOOLSTICKSK和TOOLSTICK-EK單元，用于快速代碼開發和測試。還提供培訓模塊，使用這些部件和開發工具可以很好地概述串行通信技術。

將調制解調器嵌入到您的設計中

并非每個電信設計都需要循環中的人。用于遠程重啟，遙測，分布式傳感器和警報的基于數據的系統可以完全自動化，以使用電信骨干來遠程報告或控制機器。在這些情況下，嵌入式調制解調器允許設備設計人員建立通信并使用他們想要創建的任何協議或數據交換結構來傳輸數據。

幸運的是，我們為這些設計提供了選擇和集成解決方案，以及幫助我們開發，調試和測試我們的創作的工具。嵌入式和模塊化調制解調器解決方案具有更高的集成度和功能，可提供無縫且透明的機器到機器連接。

為什么你會問更高級別？因為嵌入式調制解調器不僅容納調制解調器MODulator和DEModulator功能，它們還容納一種用戶線接口形式，如上面提到的電路。他們需要從電話線中提取音頻，發送信號，檢測振鈴和摘機，并可能包含來電顯示和DTMF撥號。

由于存在多種不同的調制解調器標準，因此有幾種不同的選擇可供選擇。有些標準是針對特定國家或地區的，有些則使用較舊的數據速率和格式。

請記住，雖然這是一項較舊的技術，但許多遺留系統已經到位，特別是在遠程站點，它們可以收集從地震數據到天氣和構造板塊移位的任何內容。這是一種可靠且經過驗證的技術，不會消失，基于它的新設計是可行的，特別是當需要連接到現場已有的數百萬個部署數據節點時。這就是現代集成調制解調器模塊將采用大多數舊標準的原因。例如，Multi-Tech的MT5656RJ-L-92.R3是基于RJ-11的表面貼裝集成模塊，支持高達56 Kbaud的數據速率和所有流行的向后兼容標準，如V.21，V.22 ，V.23，V.29，V.32，V.34，V.90，V.92，Bell 103和Bell 212A。

通過使用UART信號和AT風格的命令結構，與這些模塊的接口非常簡單。但是，我們經常需要設計將部署在采用不同標準的世界不同地區的系統。為了幫助開發靈活的多標準設計，Multi-Tech提供了一些開發系統，可用于評估，開發，測試和運用其嵌入式調制解調器模塊的設計。例如，MTRJ-DK和MTSMI-UDK是開發系統，可為任何單個或多格式的基于RJ-11的集成調制解調器模塊提供支持（參見圖5）。

圖5：為了幫助設計人員將調制解調器嵌入到他們的系統中，Multi-Tech開發板允許測試模塊化調制解調器，以輕松滿足國際標準和功率（圖片由Multi-Tech提供）。

重要的一點是，并非每個調制解調器都連接到電話線。有線點對點調制解調器也在這個世界中占有一席之地。例如，工業自動化使用的高速公路可尋址接收器和發射器（HART）技術。這些是慢速，長距離數據傳輸標準，必須能夠與其他制造商的設備互操作。因此，芯片制造商通過器件和開發套件支持這些標準。

這是一個例子，ADI公司的AD5700-1BCPZ-R5是一款用于HART應用的單芯片FSK調制解調器。這些器件基于1200 Hz和2200 Hz頻移調制，包括ESD保護和濾波，適用于本安型設計應用。

其他不錯的功能是功耗非常低（接收模式下為115μA），能夠使用2至5.5伏電源供電，并能夠接受低至1.71伏的信號。 UART接口不需要RS-232電平轉換器，內部振蕩器的額定精度為0.5％。

Micro DTMF和語音在一起

借助靈活的外設和功能強大的處理器，即使是通用微控制器也可以解決一些相當高端的任務。但是，當一個部件設計時考慮到特定的功能類別時，它通常是最合適的。

有趣的技術融合來自Atmel及其U4091系列音頻處理器，適用于實現調制解調器和DTMF以及語音功能。 Atmel培訓模塊可以向您介紹處理器系列，DEMOBOARD-U4091BM是使您的應用程序快速啟動和運行的方法。

U4091系列采用DTMF，語音處理，語音切換和音調生成功能，用于確認和提示。它可以通過自己的功能進行編程，并可以通過串行總線與其他CPU通信。

你點亮我的生活

電信最有用的開發系統是光纖模塊。這些高速模塊需要良好的PCB布局，通常還需要高速處理器和接口元件。因此，作為開發環境一部分的小型電路板可以提供參考設計，以便與您的實現進行比較。通常建議的布局甚至完整的參考設計（包括Gerber文件）都可以從不同的制造商處獲得，這可以加快產品上市時間。在投入高成本生產原型之前，這些開發模塊是測試初始設計的快速有效方法。

這種光纖開發系統的一個例子來自Finisar的FDB-1018和FDB-1022開發系統，用于小型可插拔（SFP）光收發器和擴展范圍的10 Gbit/sec XFP光收發器，分別。 FDB-1018支持125 Mbit/sec和4.25 Gbit/sec數據速率，FDB-1022支持10 Gbit/sec數據速率。

Finisar的集成光纖模塊系列服務于電信市場，支持電信標準，如SONET OC-3，OC-12和OC-48以及1 Gbit/sec和10 Gbit/sec以太網。這很有用，因為許多舊的ATM，反向MUX和T3/E3/J3標準正在讓位于基于TCP/IP的實現;特別是在解決服務質量問題時。

Finisar等評估板不僅可以作為測試原型和設計連接性的工具，還可以提供參考原理圖和詳細的PCB布局，這些布局在更高的數據速率下越來越重要。例如，10 Gbit/sec參考設計不僅包括PCB模式，還包括旁路和去耦元件的位置和方向（參見圖6）。這很重要，因為在更高的速度下，信號路徑可以變成天線而不是傳輸線，具體取決于阻抗匹配的程度。

圖6：評估和開發板的一個主要優點是它們提供了一個基準標準，可用于比較性能并提供非常具體的細節，如Finisar元件放置，方向和PCB布局指南（由Finisar提供）。