?1 引 言
　　USB把所有的輸入和輸出外設(shè)都置于機(jī)箱之外，而不用任何擴(kuò)展槽。他是快速、雙向、同步、動態(tài)連接且價(jià)格低廉的串行接口，可以滿足PC機(jī)發(fā)展的現(xiàn)在和未來的需要。本設(shè)計(jì)就是充分發(fā)揮了USB這些優(yōu)點(diǎn)，利用當(dāng)今先進(jìn)的電子技術(shù)研制出來的一種新型的高性能的語音傳輸接口裝置。
　　本設(shè)計(jì)選用TI公司的TMS320VC5402（以下簡稱DSP，Digital Signal Processor）作為本設(shè)計(jì)的主控制器芯片，NS公司的USBN9603（以下簡稱USB，Universal Serial Bus）作為USB控制器芯片，NEWAVE公司的NWl034（以下簡稱CODEC）作為語音編解碼器芯片，MITEI。公司的MH88634（以下簡稱COIC）作為電話機(jī)接口芯片。
　　2 DSP和USB簡介
　　TMS320VC5402是定點(diǎn)芯片TMS320C54X系列的一種，是為實(shí)現(xiàn)低功耗和高性能而專門設(shè)計(jì)的定點(diǎn)DSP芯片，主要應(yīng)用在無線通信和語音處理等方面。TMS320VC5402的主要特點(diǎn)包括：處理性能好，運(yùn)算速度達(dá)100MI／s；優(yōu)化的CPU結(jié)構(gòu)，內(nèi)部有1個40b的算術(shù)邏輯單元，2個獨(dú)立的40b的加法器，1個17×17的的乘法器和1個40b的桶形移位寄存器，有4條內(nèi)部總線和2個地址產(chǎn)生器；低功耗方式，可以在3．3VI／O電壓和1．8V內(nèi)核電壓下工作；智能外設(shè)，除了標(biāo)準(zhǔn)的串行口和時分復(fù)用（TDM）串行口外，TMS320VC5402還提供了自動緩沖串行口BSP（auto-Buffered Serial Port）和與外部處理器通信的HPI（Host Port Interface）接口；內(nèi)部有16k片內(nèi)RAM和4k片內(nèi)ROM。
　　TMS320VC5402其獨(dú)特的高性能、低功耗和低價(jià)格優(yōu)勢，是我們選擇他作為本設(shè)計(jì)的主處理器的原因。
　　USB自1995年實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化后，經(jīng)過了數(shù)年的飛速發(fā)展，已經(jīng)從最初1．0規(guī)范發(fā)展到現(xiàn)在的2．o規(guī)范，最大傳輸速率可達(dá)480Mb／s。本設(shè)計(jì)使用的USBN9603支持USBl．1規(guī)范，低速傳輸速率為1．5Mb／s，全速傳輸速率為12Mb／s。USB提供了4種傳輸方式，以適應(yīng)各種設(shè)備的需要。這4種傳輸方式分別是控制傳輸、等時傳輸、中斷傳輸和批量傳輸。
　　NS的USBN9603是一個集成的USB端點(diǎn)控制器，具有增強(qiáng)的DMA功能。USBN9603集成了一個帶有3．3V的調(diào)節(jié)器的收發(fā)器，1個SIE（串行接口引擎），1個8 b并行接口，1個時鐘發(fā)生器和1個MICROWIRE／PLUS接口。USBN9603可以進(jìn)行7個端點(diǎn)的數(shù)據(jù)傳輸，除了端點(diǎn)。必須為控制傳輸端點(diǎn)以外，其他的6個端點(diǎn)可以被配置成中斷傳輸端點(diǎn)、批量傳輸端點(diǎn)或者等時傳輸端點(diǎn)；每一個端點(diǎn)都有一個專門的FIFO，控制端點(diǎn)的FIFO長度為8B，其他的為64B。8 b并行接口可以支持多路復(fù)用或者非多路復(fù)用2種與CPU的接口方式。USBN9603的突出特點(diǎn)為：低EMI（電磁干擾），低等待電流，24M晶振，增強(qiáng)的DMA功能；可使用5V或3．3V電源；總線操作具有異步喚醒的全速靜態(tài)HALT模式；改進(jìn)的3．3V電壓輸入的電壓調(diào)節(jié)器，所有非雙向端點(diǎn)都有64B的FIFO；外部控制器接口簡單，編程方便。
　　3 語音傳輸?shù)乃枷?br /> 　　本設(shè)計(jì)的目的是給普通電話機(jī)和PC機(jī)之間提供一個數(shù)字接口。在本設(shè)計(jì)中，PC機(jī)是主機(jī)，DSP系統(tǒng)是USB設(shè)備。
　　當(dāng)有來電時，COIC向DSP申請中斷，DSP收到中斷后就使用USB的中斷傳輸向主機(jī)報(bào)告有來電，主機(jī)應(yīng)用軟件會彈出一個對話框要求用戶選擇摘機(jī)還是拒接，同時耳機(jī)或音箱里會傳出電話鈴聲，如果選擇摘機(jī)，主機(jī)就會使用USB的控制傳輸發(fā)送一個摘機(jī)命令給DSP，DSP在接到命令后就會接通電話，同時啟動CODEC，然后語音數(shù)據(jù)就通過USB的等時傳輸（也叫同步傳輸）進(jìn)行雙向傳送，而主機(jī)用戶插上耳機(jī)（或音箱）和話筒就可以與電話另一端通話，通話完畢，主機(jī)發(fā)送一個掛機(jī)命令給DSP。如果選擇拒接，主機(jī)就發(fā)送一個拒接命令給DSP，DSP會執(zhí)行相應(yīng)的動作。
　　當(dāng)用戶需要往外撥號時，也無需拿起電話機(jī)，只要在應(yīng)用軟件中選擇撥號功能，輸入被叫號碼，點(diǎn)擊確認(rèn)鍵即可。剩下來的執(zhí)行過程與有來電時的情況是一樣的。
　　4 電路原理設(shè)計(jì)
　　本設(shè)計(jì)由DSP構(gòu)成核心控制器，控制對象是USB，CODEC和COIC。圖1是整個系統(tǒng)的硬件框圖。
　　
　　本設(shè)計(jì)的USB部分使用了USB的3種傳輸方式：
　　（1）控制傳輸
　　用于實(shí)現(xiàn)設(shè)備枚舉主機(jī)的標(biāo)準(zhǔn)請求還有廠商自定義請求（即主機(jī)命令）。
　　（2）中斷傳輸
　　用于實(shí)現(xiàn)設(shè)備對主機(jī)的喚醒，是惟一的設(shè)備主動向主機(jī)發(fā)送數(shù)據(jù)的傳輸方式。
　　（3）等時傳輸
　　用于實(shí)現(xiàn)語音數(shù)據(jù)的雙向同步傳輸。
　　圖2是USB與DSP的接口原理圖，如圖所示，USB使用24M晶振，本設(shè)備是全速（高速）設(shè)備，所以在D+上加0．5kΩ上拉電阻，如果是低速設(shè)備，則在D一上加1．5kΩ上拉電阻。MODE0和MODEl是選擇8b并行接口方式的，本設(shè)計(jì)中選用非多路復(fù)用方式，所以MODE0和Model都接地，如果要選擇成多路復(fù)用方式，則使MODE0接3．3V電源，MODEl接地即可。
　　
　　CLKOUT是時鐘輸出，可供測試用，正常上電復(fù)位后，CLKOUT就應(yīng)該輸出4MHz的方波。然后可以在主程序中對USB的時鐘寄存器進(jìn)行配置，以產(chǎn)生需要的時鐘，然后用示波器就可以在CLKOUT上看到相應(yīng)的輸出，可以用來判斷讀寫操作是否正確等。
　　CODEC與DSP的接口為標(biāo)準(zhǔn)的串行通信接口。COIC把普通電話的兩線制轉(zhuǎn)換為四線制后實(shí)現(xiàn)與CODEC的無縫連接，另外和DSP接口只需幾根簡單的控制線即可實(shí)現(xiàn)。