AO2.910.260JS DCP数据处理卡技术说明.doc

AO2.910.260JSDCP数据处理卡技术说明 一、 设 计 思 想根据H.320建议，会议电视系统组成框图如下，它包括终端设备，通信网络和多点控制单元(MCU)等几部分，其中虚线框内即是终端设备应该具备的功能。图1 H.320框架会议电视系统框图注：H.261 关于视频编解码建议G.711，G.722 关于音频编解码建议H.221 关于帧结构建议H.230 关于控制与指示(C&I)建议H.242 关于通信过程建议底图总号 AO2.910.260 JS日期签名更改标记数量更改单号签 名日期 第 2/12 页格式（4a） 描图 徐向群 幅面：4除视频，音频输入输出设备外，会议电视终端功能主要由插往PC机的视频编解码板和TE2M 会 议电视终端适配板(下述简称TE2M板)完成，由GEC公司提供的视频编解 码板完成H. 261建议视频编解码，其余功能均由TE2M板完成。TE2M板总体框图如下:C50系统 承载H.221，H.242和H.230建议，完成G.722/G.711语音编解码以及其周围 输入输出， 它是TE2M板的核心。 语音处理部分完成语音信号的调整，AD，DA，输入抗混叠滤波和输出插值滤波,它经由串行口与C50通信，AD分辨率为15BIT，采样率和抗混叠滤波器由C50控制，从而能方便地按照G.711或G.722编解码要求对语音信号处理。GEC接口用于与GEC公司的H.261编解码板连接，该接口依据GEC公司有关文件设计，基本符合X.21建议，其功能规程和电气属性均由EPLD完成。H.221建议中规定, 80个物理帧组成1个逻辑帧，2个逻辑帧构成1个 子复帧，8个子 复帧构成1个复帧，H.221是按复帧或子复帧对bit进行解释和重组的，因此，快速准确 可靠地提取H.221帧定位信号是保证H.320系统正常通信的关键技术之 一，该项工作有 H.221帧定位部分完成，主要由EPLD实现。底图总号 AO2.910.260 JS日期签名更改标记数量更改单号签 名日期 第 3/12 页格式（4a） 描图 徐向群 幅面：4E1接口由MT89790和MT8920等芯片组成，实现信道与C50系统间的连接，E1接口 的初始化由PC机完成。对于不能提取BAS码的非标准MCU来说，RS422接口是需要的，它用于会议电 视终端与MCU间进行命令交换。DPRAM部分用了一片IDT7005 双口RAM，它用于C50系统和PC机之间通信，传输 H.320中规定的C&I，Data等数据，它们之间的通信可以采用查询方式,令牌方式或中断方式。底图总号 AO2.910.260 JS日期签名更改标记数量更改单号签 名日期 第 4/12 页格式（4a） 描图 徐向群 幅面：4二、 原 理 框 图底图总号 AO2.910.260 JS日期签名更改标记数量更改单号签 名日期 第 5/12 页格式（4a） 描图 徐向群 幅面：4 三、 基 本 原 理C50将来自AD55的Audio数据，IDT7200的Video数据，PC机的C&I和Data数据按 H.221建议组帧，组帧后的数据写往MT8920，经由MT8985和MT89790上E1信道。同时C50从MT8920中读出由E1接口接收的数据,按H.221建议进行拆帧，将拆帧得到的Audio数据，Video数据，C&I和Data数据分别送往AD55，IDT7200和PC机 输出。Audio通道：由麦克风输入的语音信号经OP07放大器调整到适当的电平范围,AD55 将调整过的语音信号进行16位A/D量化和抗混叠滤波，最 后经串形口送往C50。AD55 将从串形口接收到的语音数据进行15位D/A转换和插值滤波,再输出给有源音箱。AD55可以接收C50命令，修改采样率和滤波器带通范围等, 以满足G.711或G.722编解码需 要。Video通道：TE2M板与GEC公司的H.261图象编解码板间的视频数据交换是通过 GEC接口实现的，该接口基本符合X.21建议。视频输入输出数据缓冲FIFO IDT7200 深度为256Byte。C&I和DATA通道：C50和PC机间的C&I和DATA数据是经过8KB的双口RAM IDT7005 交换的，它们之间的通信可以采用查询方式，令牌方式或者中断发式。H.221建议帧定位信号FAS的提取是由EPLD和IDT7200共同完成的。由于程序在EPROM中运行较慢，C50系统中同时配置了32KW EPROM程序区和 32KW RAM程序区，以便上电复位后将程序从EPROM中搬到高速RAM中运行。EPLD 选 用 Lattice公司的ispLSI2128-80。 四、 软 件 接 口 C50部分编程4.1 程序EPROM和程序RAM编 程程序EPROM的大小为32K字，由/EPCS作片选信号，地址范围0000H7FFFH；使 用内部等待，等待周期为7。程序EPRAM的大小为32K字，由/PCS作片选信号，地址范围8000HFFFFH；使用 内部等待，等待周期为1。建议上电复位后，将程序EPROM中的代码搬到高速程序RAM中运行，C50片内存储器配置为数据区。底图总号 AO2.910.260 JS日期签名更改标记数量更改单号签 名日期 第 6/12 页格式（4a） 描图 徐向群 幅面：44.2 数据RAM 编 程数据RAM大小为32K字节，由/DCS作片选信号，地址范围8000HFFFFH；使用 内部等待，等待周期为1。4.3 MT8920编程 MT8920 使 用/P920CS作 片 选 信 号，地 址 范 围5F00H5FFFH，有 效 地 址 范 围 5F00H5F1FH ；低8 位 数 据 有 效；使 用 内 部 等 待， 等 待 周 期 为7。4.4 与PC机 共享 的 双 口RAM IDT7005编 程IDT7005 双 口RAM 大 小 为8K8， 用/TDPCS3 作 片 选 信 号，地 址 范 围 6000H7FFFH，低8 位 数 据 有 效；使 用 内 部 等 待， 等 待 周 期 为2。 IDT7005使 用/TDPSE4作 旗 标 片 选 信 号，I/O口地 址 范 围58H5FH，D0位 有 效，使 用 内 部 等 待，等 待 周 期 为2；写7FFF 单 元，向PC机 申 请 中 断， 读7FFE 单 元，清 除 由 PC 机 向C50 发 出 的 中 断。 对IDT7005 的 编 程 参 见IDT 公 司 数 据 手 册。4.5 FIFO 编 程 三 片FIFO 的 大 小 为2569。D17，D18地 址 均 为I/O 口51H， 其 中，D17 为 读 视 频 数 据FIFO，D18为 写 视 频 数 据FIFO，低8 位 数 据 有 效 ；使 用 内 部 等 待， 等 待 周 期 为2。D29 用 于 配 合EPLD 提 取H.221 建 议 中 的FAW。4.6 TMS320AD55 编 程(C50串行口编程)TMS320AD55 是 通 过 串 行 口 与C50 连 接 的。C50 串 行 口 应 该 初 始 化 为 16BIT 突 发 模 式(BurstMode)， 帧 同 步 信 号 和 比 特 时 钟 由TMSAD55 提 供。对 TMS320AD55 的 编 程 参 见TMS320AD55手册。4.7 C50系统I/O口C50 系 统I/O 口 地 址 范 围 为50H5FH， 使 用 内 部 等 待，等 待 周 期 为3， 使 用MEMORY指 令。口 地 址 分 配 如 下：51H 用于读写GEC板视频数据 FIFO，低8位数据有效。53H用于帧定位字搜索信号FAWSCH，当C50系统需要重新搜索FAW时，先 写后读1次53H口，无有效数据。56H用于图象自环，当需要自环时，写56H；拆除自环时，读56H;无有效数据。58H5FH 用于IDT7005旗标选择，D0位数据有效。底图总号 AO2.910.260 JS日期签名更改标记数量更改单号签 名日期 第 7/12 页格式（4a） 描图 徐向群 幅面：44.8 C50系统中断INT1 E1信道8K帧同步信号，在搜索到FAW后提供；INT2 即为E1信道8K同步信号；INT3 来自PC机通过IDT7005向C50申请中断；INT4，NMI 备用。 PC机 部分通过跳线器X2选择，段址变化范围为8000HFC00H，8位MEMORY方式。4.9 与C50 共享 的 双 口RAM IDT7005编 程IDT7005双口RAM大小为8K8，用/CS1作片选信号，偏移地址范围0000H1FFFH, 低8位数据有效。IDT7005用/CS2作旗标片选信号，偏移地址范围2000H27FFH，有效 范围2000H2007H，D0位数据有效；写偏移地址1FFE单元，向C50申请中断，读偏移 地址1FFE单元，清除由C50向PC机发出的中断。对IDT7005的编程参见IDT公司数据手 册。4.10 对C50系统复位对2800H2FFFH范围内偏移地址读写，能够复位C50系统，建议连续读写操作总 次数不少于FFH次。4.11 MT8985 编 程MT8985使用/CS4作片选信号，偏移地址范围3000H37FFH，有效偏移地址范围 3000H303FH，低8位数据有效。HW5用于初始化MT89790的CSTI1，HW6用于初始化 MT89790的CSTI0；HW7外部自环；要求HW3接续HW1的ST1，HW3的其余时隙工作 在消息方式，置消息为00H；HW2接续HW1；HW1接续HW2。4.12 8251编程8251使用/CS5作为片选信号，偏移地址范围380037FFH，有效偏移地址范围 3800H3801H；建议方式字为7DH，控制字为15H，在写方式字和控制字之间，插入等待，等待周期数不少于1FFFH，波特率为1950bit/s。 五、 主 要 器 件 介 绍5.1 TMS320C50TMS320C50是TI公司生产的定点数字信号处理机（DSP)，它内核是从TI公司的 C2X底图总号 AO2.910.260 JS日期签名更改标记数量更改单号签 名日期 第 8/12 页格式（4a） 描图 徐向群 幅面：4发展而来，其主要性能如下：25-/50-nS 单指令周期 (40/20 MIPS)源代码对C1X和C2X向上兼容9K16bit单周期访问片内程序/数据RAM105616bit双访问片内数据RAM最大访问空间为224K16bit (64K程序空间，64K数据空间，64KI/O空间和32K全局 访问空间)32-bit 的ALU，ACC和ACC缓冲器ACCB1616bit单指令周期硬件乘法器主要用于间址的8个辅助寄存器11个影子寄存器用于硬件保护中断现场8级硬件堆栈两个串行口1个硬件定时计数器4个外部可屏蔽中断和1个不可屏蔽中断，内部有4个串行口中断和1个定时器中断 对程序空间，数据空间和I/O口可以设置内部等待，最大可插入7个等待周期取指，译码，取操作数，执行4级流水132引脚扁平封装5.2.TLC320AD55TLC320AD55是TI公司生产的一种串行A/D,D/A转换器，分辨率为16BIT，内部含 有抗混叠滤波器，其串行口可以直接与TMSC50连接。通过串行口编程可以选择复位, 掉电，通信协议，比特 时钟 ，采样率等工作状态；可以进行电路配置，包括从D/A输 出到A/D输入的模拟环路，A/D输出到D/A输入的数字环路，A/D后的抗混叠滤波器， D/A后的插值滤波器等。主要性能如下：单5V电源供电内部参考电压功耗150mW，掉电状态1mW底图总号 AO2.910.260 JS日期签名更改标记数量更改单号签 名日期 第 9/12 页格式（4a） 描图 徐向群 幅面：4分辨率16BIT数字二进制补码输入输出模拟差分输入输出串行接口80dB的谐波和噪音抑制模拟输出增益可编程为1，1/2, 1/4和0采样率为MCLK/(Fk256) , MCLK 主时钟，Fk可编程为1,2,3,.,256比特时钟为MCLK/(Fsclk2 ) , Fsclk可编程为1,2,3,.,256六、 引 出 线 信 号 说 明引 出 线 信 号 说 明：6.1 X4： RS-422接口1.PIN2 TXD+，发送数据2.PIN3 RXD+，接收数据3. PIN6 TXD-，第二发送数据4. PIN7 RXD-，第二接收数据5. PIN5，9 GND，信号地6.2. X5：E1接口输出6.3. X6：E1接口输入6.4. X7：双声道音频信号输出6.5. X8：双声道音频信号输入6. 6 X14：GEC接口1. PIN1 HVCLK_R，输入，比特时钟2. PIN2 HLEN_R，输入，输入数据有效指示，低电平有效3. PIN3 HVD_T，输出，发送数据4. PIN4 HRDY_T，输入，接收设备准备好指示，高电平有效5. PIN6 HRDY_R，输出，准备好接收数据指示，高电平有效6. PIN7 HVD_R，输入，接收数据底图总号 AO2.910.260 JS日期签名更改标记数量更改单号签 名日期 第 10/12 页格式（4a） 描图 徐向群 幅面：47. PIN8 HVAL_T，输出，发送数据有效指示，低电平有效8. PIN9 HVCLK_T，输入，比特时钟七、 测 试 内 容测 试 是 对 板 上 各 主 要 器 件 进 行 验 证，保 证 其 满 足 该 板 的 功 能 需 要。TE2M板 测 试 有 以 下 内 容： C50部分7.1 RAM 自 检 操 作 地 址 为 8000HFFFFH, 分 别 向 该 地 址 间 的 RAM 区 写 入 数 据 再 分 别 读 出 比 较，若 写 入 的 与 读 出 的 相 同，则 自 检 通 过。 写 入 的 数 据 为 当 前 地 址 的 高 字 节 与 低 字 节 的 异 或 值。7.2 C50 端 双 口 RAM 的 测 试操作方法参见7. 1 RAM自检。7.3 8920的测试首先初始化8985，使其HW2自环；C50连续向8920写一帧数据，稍延时后再读回 来比较，反复多次， TS0和TS16除外，若写入的与读出的相同，则测试通过。7. 4 EPLD提取 H.221中FAW功能测试在89790外环测试通过的前提下，测试本功能。初始化工作与7. 9中的 89790外环 测试相同，在RAM中初始化一子复帧数据，该子复帧数据中包含FAW，在每次8K中 断中发一物理帧，循环往复发该子复帧数据。当EPLD搜索到FAW时，HL3指示灯被点亮，反复多次，HL3都能被点亮，则测试通过。7. 5 TMS320AD55测试C50串行口被初始化为16BIT突发方式，AD55工作在上电复位状态，从X8输入 2K