基于PC/104总线的语音数据同传Modein的设计
发布时间:2008/6/3 0:00:00 访问次数:560
1 概述
随着计算机性价比的不断提高和通信技术的发展，越来越多的控制系统采用了分布式控制的方式。在一些分布式工业现场控制系统和军事指挥控制系统中，经常希望在进行数据传输时可同时进行语音对话。特别是在一些机动性较强的分布式控制系统中，比如结合了警戒节点的武器系统，为尽早发现目标和分散被打击风险，往往将警戒节点远离控制中心，要实现警戒节点和控制中心之间数据和语音的传输，就需要找到一种设备简单、连线方便、性能稳定的通信方式。modem通信是一种技术比较成熟、使用方便的通信方式，利用dsvd或asvd技术设计的modem可在公用电话网或自己铺设的双绞线上实现数据与语音同传。
dsvd由itu-t v.70建议规范。要实现dsvd功能，除原有的调制解调部分外，还需在modem中增加配套的语音编解码集成电路，或在主机上增加语音编解码电路，由主机完成编码及数字和语音信号的封装。
asvd由itu-t v．61或ml288，mll44建议规范。v．61建议采取声音和数据正交调制(qadm)方式，以4800bps的速率传输数据信号，同时传输一个双工声音信号。对数据信号的处理是采用一种固定的帧格式，每一帧由数据信号和控制信号组成，在控制信号中包含了对声音信号编码处理过程中所使用的一些参数，如预加重系数、自适应增益系数等供接收端解码使用。mll44支持4 800-9600bps数据和语音同时传输，ml288支持4 800~14400bps数据和语音同时传输。目前已有一些专用芯片在数据传输的功能上增加了对asvd功能的支持。所以，当系统对数据传输的要求在14400bps以下时，可以选择合适的芯片设计modem来实现数据和语音同时通信的要求，当需要更高的数据传输率时，也可以通过at命令的设置方便地切换到纯数据传输的方式。相对于dsvd，asvd功能的实现更简单，不需附加语音的编解码电路，可以设计出更小巧modem用于嵌入式控制系统中。
pc／104嵌入式控制pc于1992年形成ieeep966．1标准，它与ibm pc完全兼容，具有体积小、功耗低、工作温度宽、可靠性高等特点，采用独特的"自栈式"总线连接，模块化结构，使用起来灵活方便。pc／104面向对象的硬件设计方法使得在104标准上开发的扩展模块具有更强的通用性和更长的生命期。因而，pc／104越来越地应用于嵌入式控制系统中。
综上所述，在一个需要流动作业的分布式控制系统中，有距离5km的两点需要传输数据和语音，为携带方便和保证野外作业的可靠性，控制计算机采用pc／104结构；通信采用modem方式，选择支持asvd的专用modem芯片设计一个基于pc／104总线标准的调制解调器，完成数据和语音的同时传输，与贺氏at命令兼容，通过at命令的设置将工作方式转换到纯数据方式传输以满足更高的数据传输要求。
2 硬件结构
2．1硬件结构概述
rcv336acf／sp芯片性能稳定，具有多种传输模式和可供选择的接口，通信软件与at命令兼容。单纯传0输数据时，支持v.34，v.32，v.22等多种协议，在线速率可达33．6kbps；asvd模式下采用ml288调制方式时，数据传输速率为4800-14400 bps，可进行双向语音传输并保证较好的语音质量；支持v.24lamp，mnp 2-4和mnpl0纠错协议；支持v.24bis和mnp 5数据压缩协议；话音模式下支持全数字双工通信，并有多种语音输入输出接口可选。r6749为内置式modem芯片，内部集成了异步收发器16550a，支持即插即用的isa总线接口设备。电路结构框图如图1所示。
图1中扩展ram为32 kb，rom为128 kb，存取时间应小于45ns；nvram是256 b的非易失性ram，主要用于用户可选设置的存储和常用电话号码的存储；语音接口可根据需要选择耳机传声器组、扬声器和传声器或电话机，使用耳机传声器组时可以不使用音频功率放大电路；电话和电话线路接口daa电路应根据实际线路的条件和使用要求设计。
2．2 modem与主机的接口电路
与主机的接口按照pc／104标准如图2所示。
图2中pc／104扩展总线p1a／b接口同rcv336acf?sp内部uart相连接时要使用其中的ao~a9 10个地址位，d0~d7 8个数据位，地址使能信号aen，端口读写信号ior，iow以及复位信号res，为防止中断冲突，提供了irq3，irq4，irq5，irq7
4根中断请求线供用户选择。
为使电路结构紧凑便于布局，采用可编程逻辑器件gall6v8来实现地址编码、片选和复位功能。gall6v8的逻辑如下：
!hes=!(aen&a3&a5&a6&a7
1 概述
随着计算机性价比的不断提高和通信技术的发展，越来越多的控制系统采用了分布式控制的方式。在一些分布式工业现场控制系统和军事指挥控制系统中，经常希望在进行数据传输时可同时进行语音对话。特别是在一些机动性较强的分布式控制系统中，比如结合了警戒节点的武器系统，为尽早发现目标和分散被打击风险，往往将警戒节点远离控制中心，要实现警戒节点和控制中心之间数据和语音的传输，就需要找到一种设备简单、连线方便、性能稳定的通信方式。modem通信是一种技术比较成熟、使用方便的通信方式，利用dsvd或asvd技术设计的modem可在公用电话网或自己铺设的双绞线上实现数据与语音同传。
dsvd由itu-t v.70建议规范。要实现dsvd功能，除原有的调制解调部分外，还需在modem中增加配套的语音编解码集成电路，或在主机上增加语音编解码电路，由主机完成编码及数字和语音信号的封装。
asvd由itu-t v．61或ml288，mll44建议规范。v．61建议采取声音和数据正交调制(qadm)方式，以4800bps的速率传输数据信号，同时传输一个双工声音信号。对数据信号的处理是采用一种固定的帧格式，每一帧由数据信号和控制信号组成，在控制信号中包含了对声音信号编码处理过程中所使用的一些参数，如预加重系数、自适应增益系数等供接收端解码使用。mll44支持4 800-9600bps数据和语音同时传输，ml288支持4 800~14400bps数据和语音同时传输。目前已有一些专用芯片在数据传输的功能上增加了对asvd功能的支持。所以，当系统对数据传输的要求在14400bps以下时，可以选择合适的芯片设计modem来实现数据和语音同时通信的要求，当需要更高的数据传输率时，也可以通过at命令的设置方便地切换到纯数据传输的方式。相对于dsvd，asvd功能的实现更简单，不需附加语音的编解码电路，可以设计出更小巧modem用于嵌入式控制系统中。
pc／104嵌入式控制pc于1992年形成ieeep966．1标准，它与ibm pc完全兼容，具有体积小、功耗低、工作温度宽、可靠性高等特点，采用独特的"自栈式"总线连接，模块化结构，使用起来灵活方便。pc／104面向对象的硬件设计方法使得在104标准上开发的扩展模块具有更强的通用性和更长的生命期。因而，pc／104越来越地应用于嵌入式控制系统中。
综上所述，在一个需要流动作业的分布式控制系统中，有距离5km的两点需要传输数据和语音，为携带方便和保证野外作业的可靠性，控制计算机采用pc／104结构；通信采用modem方式，选择支持asvd的专用modem芯片设计一个基于pc／104总线标准的调制解调器，完成数据和语音的同时传输，与贺氏at命令兼容，通过at命令的设置将工作方式转换到纯数据方式传输以满足更高的数据传输要求。
2 硬件结构
2．1硬件结构概述
rcv336acf／sp芯片性能稳定，具有多种传输模式和可供选择的接口，通信软件与at命令兼容。单纯传0输数据时，支持v.34，v.32，v.22等多种协议，在线速率可达33．6kbps；asvd模式下采用ml288调制方式时，数据传输速率为4800-14400 bps，可进行双向语音传输并保证较好的语音质量；支持v.24lamp，mnp 2-4和mnpl0纠错协议；支持v.24bis和mnp 5数据压缩协议；话音模式下支持全数字双工通信，并有多种语音输入输出接口可选。r6749为内置式modem芯片，内部集成了异步收发器16550a，支持即插即用的isa总线接口设备。电路结构框图如图1所示。
图1中扩展ram为32 kb，rom为128 kb，存取时间应小于45ns；nvram是256 b的非易失性ram，主要用于用户可选设置的存储和常用电话号码的存储；语音接口可根据需要选择耳机传声器组、扬声器和传声器或电话机，使用耳机传声器组时可以不使用音频功率放大电路；电话和电话线路接口daa电路应根据实际线路的条件和使用要求设计。
2．2 modem与主机的接口电路
与主机的接口按照pc／104标准如图2所示。
图2中pc／104扩展总线p1a／b接口同rcv336acf?sp内部uart相连接时要使用其中的ao~a9 10个地址位，d0~d7 8个数据位，地址使能信号aen，端口读写信号ior，iow以及复位信号res，为防止中断冲突，提供了irq3，irq4，irq5，irq7
4根中断请求线供用户选择。
为使电路结构紧凑便于布局，采用可编程逻辑器件gall6v8来实现地址编码、片选和复位功能。gall6v8的逻辑如下：
!hes=!(aen&a3&a5&a6&a7
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