采用ARM9處理器S3C2410的數字多路語音記錄器設計

1． 引言

數字多路語音記錄器在安全、監控方面有很多應用。一些傳統的設計方案基于工控機，用數據采集卡實現語音的A/D轉換，用軟件實現語音編解碼，這種方案成本高、功耗大。如果采用嵌入式的設計方案，可以實現同樣的功能，并且具有低成本，低功耗的特點。

普通的低成本嵌入式處理器性能不高，不足以實現多路語音的實時編碼、解碼，需要用專門的語音處理芯片完成這一工作。基于DSP自主設計語音編碼器是一種方法，但工作量大。AC48304廣泛應用于各種小型VOIP網關中，價格低廉，是一種很好的替代方案。同時AC48304還具有DTMF識別和靜音檢測等功能，便于實現電話號碼識別和語音的自動記錄。

ARM是一種應用廣泛的嵌入式處理器，Samsung、Atmel等廠家生產的ARM處理器接口豐富，技術支持全面。ARM處理器價格低、性價比高，向下取代了大量單片機的應用，向上滲透高端嵌入式處理器的市場。在本多路語音記錄器中，采用了Samsung的ARM9處理器S3C2410，操作系統則采用了嵌入式linux。

2． 系統結構

語音記錄器包括語音處理模塊、ARM系統模塊、硬盤記錄模塊、網絡接口模塊幾個部分。為使系統配置靈活，將系統設計為主控板和擴展板兩個部分，在主控板上實現16路語音通道，另設計一個16通道的語音擴展板，整個系統可以用4的倍數進行語音通道的擴展，最多達到32個語音通道。計算機控制部分集成S3C2410 處理器、64MB SDRAM及16MB 的FLASH，構成一個嵌入式小系統。

語音CODEC采用AMD的LE58QL021，該器件是3.3V單電壓用戶線語音處理器，在小型語音網關中是AC48304的常用搭配，支持4通道語音AD/DA，支持E1 PCM Highway，能與AC48304實現無縫連接。LE58QL021的工作模式可軟件編程控制，ARM通過MPI（Microprocessor Interface）串行控制總線設置LE58QL021的各種工作參數。

基于DM9000網絡控制器，系統實現10/100Mbps自適應以太網接口，Linux操作系統提供設備驅動支持。IDE接口則是由一片CPLD實現，硬盤用于語音的本地記錄。主要部分電路原理見圖1。



圖1 語音處理模塊的硬件電路原理圖

3． AC48304語音處理器

AC48304是AudioCodes公司基于DSP設計的一個四通道語音處理器，支持多種標準、多種碼率的G系列語音編碼器，如G.723.1，G.711，G.726和G.729等，支持T.38傳真中繼和其他語音信號處理功能。在系統中，ARM通過CPU局部總線實現對AC48304的控制及數據交換。AC48304與LE58QL021之間通過E1 PCM Highway接口實現多通道數字語音接口。E1接口由2.048Mhz時鐘驅動，有031共32個8位時隙，工作時序如圖2所示。



圖2 PCM Highway時序