摘  要： 介紹了一種采用數(shù)字信號處理器ti" title="ti">title="TMS320F206" title="TMS320F206">TMS320F206">TMS320F206和調(diào)制解調(diào)" title="調(diào)制解調(diào)">調(diào)制解調(diào)芯片RC56" title="RC56">RC56D/SP設(shè)計的同步調(diào)制解調(diào)器,。該調(diào)制解調(diào)器能在多種信道上實現(xiàn)數(shù)據(jù)的同步傳輸,，具有廣泛的用途。

　　關(guān)鍵詞： 調(diào)制解調(diào)  同步  數(shù)字信號處理

　　隨著數(shù)據(jù)通信的發(fā)展和普及,，調(diào)制解調(diào)器的應(yīng)用范圍越來越廣,。歸結(jié)起來，凡是需利用模擬信道實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸?shù)膱龊?，都需要用調(diào)制解調(diào)器作為DCE,，完成DTE與線路的連接。在很多場合,，例如通過電力線通信專網(wǎng)傳輸各種自動化信息時,，要求進(jìn)行同步傳輸。但目前市售的調(diào)制解調(diào)器均只支持異步通信,。針對這種情況，我們研制了同步調(diào)制解調(diào)器,。該調(diào)制解調(diào)器選用支持同步通信的RC56D/SP調(diào)制解調(diào)器芯片組完成調(diào)制解調(diào)功能,，采用TMS320F206數(shù)字信號處理器實現(xiàn)有關(guān)的智能控制。

1 RC56D/SP及TMS320F206簡介

　　RC56D/SP是Conexant(原Rockwell)公司出品的56K調(diào)制解調(diào)芯片,。RC56D/SP包括一片8bit的微控制器(MCU)和一片數(shù)據(jù)泵(MDP),，通過執(zhí)行固化在1Mbit(128K×8)RAM和2Mbit(256K×8)ROM/Flash ROM內(nèi)的固件來完成操作。該器件采用TCM網(wǎng)格編碼技術(shù),，兼容AT命令,，支持V.42調(diào)制解調(diào)器鏈路存取協(xié)議(LAPM)和MNP10糾錯協(xié)議，支持V.80同步傳輸協(xié)議,。在同步方式下,，發(fā)送時鐘可采用內(nèi)部、外部及從時鐘三種方式,，且內(nèi)置鎖相環(huán)具有時鐘提取功能,，可從接收的同步數(shù)據(jù)流里提取與對端發(fā)送時鐘完全同頻同相的時鐘信號作為自身及DTE的接收時鐘，該芯片最高可支持33.6K/s的同步速率,。

　　TMS320F206的CPU時鐘頻率為20MHz,，具有豐富的片內(nèi)外資源，且擁有功能強(qiáng)大的異步及同步串行口,。

　　其異步串行口具有最大傳輸速率的全雙工發(fā)送和接收操作,，數(shù)據(jù)的傳送通過發(fā)送器上的發(fā)送引腳(TX)和接收器上的接收引腳(RX)來完成。通過異步串行口控制寄存器(ASPCR)可以將IO0~IO3四個I/O口配置為握手控制信號以改善信號傳輸質(zhì)量,。

　　其同步串行口的發(fā)送和接收均涉及到一個4級先進(jìn)先出(FIFO)緩沖器,。通過減少傳送過程中出現(xiàn)的發(fā)送或接收中斷的數(shù)量,，F(xiàn)IFO緩沖器可減少CPU的開銷(在發(fā)送或接收數(shù)據(jù)時)。同步串行口的操作時鐘可由內(nèi)部產(chǎn)生,，也可來自一個外部時鐘源,。采用內(nèi)部時鐘方式時，發(fā)送和接收操作的最大速率為CPU時鐘頻率除以2,。采用外部時鐘源時,，數(shù)據(jù)傳輸速率將隨著外部時鐘源變化。

　　同步串行口的數(shù)據(jù)發(fā)送和接收操作必須由相應(yīng)的發(fā)送幀同步脈沖(FSX)和接收幀同步脈沖(FSR)啟動,。FSX既可由內(nèi)部產(chǎn)生,，也可由外部產(chǎn)生。FSR必須由外部產(chǎn)生,。

　　同步串行口有連續(xù)及突發(fā)兩種操作模式,，可支持一系列應(yīng)用。在連續(xù)模式下,，只需要一個幀同步脈沖就可以連續(xù)發(fā)送或接收多個軟件包?鴉在突發(fā)模式下,，在每一個幀同步脈沖之后只允許發(fā)送或接收一個16bit單字。具有內(nèi)部幀同步的連續(xù)發(fā)送時序和具有外部幀同步的連續(xù)接收時序分別如圖1(a)和圖1(b)所示,。

　　同步串行口具有發(fā)送中斷(XINTs)和接收中斷(RINTs)兩個硬件中斷,，它通知處理器FIFO緩沖器需要服務(wù)。通過對中斷產(chǎn)生條件進(jìn)行適當(dāng)?shù)脑O(shè)置,，可使數(shù)據(jù)的發(fā)送和接收連續(xù)不斷地進(jìn)行,。

2 硬件電路設(shè)計及其工作原理

　　系統(tǒng)硬件電路原理框圖如圖2所示。調(diào)制解調(diào)器采用異步連接同步傳輸?shù)墓ぷ鞣绞?，即在異步方式下進(jìn)行連接,，建立連接后進(jìn)入同步傳輸狀態(tài)。由于TMS320F206及MCU都為TTL電平,，故它們之間可直接相連,。異步串行口及同步串行口具體連線見圖3和圖4。調(diào)制解調(diào)器異步和同步數(shù)據(jù)使用MCU上的相同數(shù)據(jù)口,。因為MCU發(fā)送引腳上的數(shù)據(jù)即為從DTE過來將要發(fā)送出去的數(shù)據(jù),，而接收引腳上的數(shù)據(jù)為已經(jīng)解調(diào)的對端數(shù)據(jù)，故TMS320F206的異步或同步數(shù)據(jù)發(fā)送(TX或DX)和接收(RX或DR)引腳分別與MCU的數(shù)據(jù)發(fā)送(TXD)和接收(RXD)引腳對應(yīng)相連,。由于MCU異步功能僅用于調(diào)制解調(diào)器的設(shè)置及連接,，故可不使用流量控制功能，即握手信號可不用,。所以將MCU的RTS及DTR引腳接地,，使其長期有效。

　　TMS320F206數(shù)據(jù)發(fā)送采用外部時鐘、內(nèi)部幀同步及連續(xù)模式,。接收則采用外部時鐘及連續(xù)模式,，接收幀同步脈沖由MCU控制產(chǎn)生。當(dāng)調(diào)制解調(diào)器建立連接且MCU 接收到第一幀數(shù)據(jù)時,，將控制脈沖形成電路產(chǎn)生一脈沖寬度與同步接收時鐘周期相同的單個脈沖,，啟動TMS320F206接收數(shù)據(jù)。因系統(tǒng)在無有用數(shù)據(jù)時也長發(fā)一監(jiān)測信號以保持連接狀態(tài),，故除非斷線,，數(shù)據(jù)接收一經(jīng)啟動就不會停止。TMS320F206的發(fā)送時鐘(TXCLK)及接收時鐘(RXCLK)均由調(diào)制解調(diào)器提供,。

　　調(diào)制解調(diào)器發(fā)送時鐘分為內(nèi)部,、外部及從時鐘三種方式。它們可通過AT&X0(1,、2) 命令來進(jìn)行設(shè)置,。當(dāng)設(shè)置為內(nèi)部時鐘時，調(diào)制解調(diào)器發(fā)送時鐘由調(diào)制解調(diào)芯片內(nèi)部振蕩電路提供,。內(nèi)部振蕩電路可產(chǎn)生300～56kHz之間的任一標(biāo)稱頻率,。采用外部時鐘方式時，外部時鐘XTCLK首先送入MDP,、MDP一方面將之作為本芯片的同步發(fā)送時鐘,，另一方面經(jīng)片內(nèi)鎖相環(huán)輸出一個與XTCLK同頻同相的時鐘信號TXCLK，并將之送給MCU及TMS320F206作為同步發(fā)送時鐘,。因為MDP內(nèi)部鎖相環(huán)只能鎖定于任一標(biāo)稱頻率,，所以必須使XTCLK頻率為300～33.6kHz之間的任一標(biāo)稱頻率,。使用從時鐘方式時,，調(diào)制解調(diào)器將采用從接收數(shù)據(jù)流里提取出來的時鐘作為發(fā)送時鐘，即本端發(fā)送時鐘與對端發(fā)送時鐘相同,。本調(diào)制解調(diào)器發(fā)送采用外部時鐘,。

　　調(diào)制解調(diào)器同步接收時鐘由本端MDP提供。MDP可從接收數(shù)據(jù)流里提取出與對端發(fā)送時鐘完全相同的時鐘信號RXCLK,，以其作為自身以及MCU和TMS320F206的接收時鐘,。

3 調(diào)制解調(diào)器工作方式設(shè)置

　　調(diào)制解調(diào)器缺省工作方式為異步方式。若想使其進(jìn)入同步工作方式,，必須通過AT命令進(jìn)行設(shè)置,。我們用到的有關(guān)同步方式設(shè)置的AT命令有以下幾條：+ES、+ESA,、&Q1以及&X1,。其中+ES命令用于使能或禁止同步傳輸模式。+ESA命令用于對同步傳輸模式一些相關(guān)特性進(jìn)行設(shè)置，如是否采用循環(huán)冗余碼校驗,、是否采用反轉(zhuǎn)不歸零碼傳輸?shù)取?amp;Q1命令用于控制調(diào)制解調(diào)器為異步連接同步傳送方式,，即調(diào)制解調(diào)器以異步方式進(jìn)行連接，一旦連通就立即進(jìn)入同步傳輸方式,。&X1命令用于選擇外部時鐘作為調(diào)制解調(diào)器發(fā)送時鐘,。

　　調(diào)制解調(diào)器的連接過程因系統(tǒng)的應(yīng)用不同而不同。當(dāng)經(jīng)過公用電話交換網(wǎng)進(jìn)行傳輸時,，調(diào)制解調(diào)器可通過自動應(yīng)答方式進(jìn)行連接,。這時調(diào)制解調(diào)器分為主叫端和被叫端。主叫端發(fā)起呼叫,，即撥通被叫端用戶號碼,。被叫端調(diào)制解調(diào)器通過檢測鈴流啟動應(yīng)答過程，被叫端自動應(yīng)答方式可通過ATS0=N(N=1...255)命令來啟動,，其中N代表檢測到多少個鈴流信號后啟動應(yīng)答過程,，N=0則禁止自動應(yīng)答功能。

　　當(dāng)系統(tǒng)不經(jīng)過公用電話交換網(wǎng)進(jìn)行傳輸時,，因線路上無鈴流信號,，所以采用偽自動應(yīng)答方式。所謂偽自動應(yīng)答方式是指由DSP" title="DSP">DSP程序控制調(diào)制解調(diào)器進(jìn)行應(yīng)答,，而不是由調(diào)制解調(diào)器自身啟動應(yīng)答過程,。實現(xiàn)原理如下：在被叫端線路口設(shè)計一個雙音多頻(DTMF)信號音檢測電路，當(dāng)主叫端發(fā)起呼叫時,，只需撥任一雙音多頻號,，該信號音檢測電路檢測到信號音后，即產(chǎn)生一個方波脈沖信號,，觸發(fā)TMS320F206的INT1中斷,。TMS320F206進(jìn)入中斷服務(wù)程序后，向調(diào)制解調(diào)器送入ATA(強(qiáng)制應(yīng)答)命令,，從而啟動應(yīng)答過程,，與對端調(diào)制解調(diào)器建立連接。因線路上無撥號音,，而調(diào)制解調(diào)器復(fù)位后的缺省狀態(tài)需要交換設(shè)備提供撥號音才能撥號,，因此在對主叫端調(diào)制解調(diào)器進(jìn)行初始化時，必須加上ATX1命令,。該命令可使調(diào)制解調(diào)器不需要撥號音便可直接撥號,。調(diào)制解調(diào)器撥號操作可通過ATD***(***代表所撥號碼)命令執(zhí)行。

4 系統(tǒng)工作流程

　　TMS320F206程序流程圖如圖5所示,。系統(tǒng)工作流程如下：系統(tǒng)上電復(fù)位后,，TMS320F206首先進(jìn)行初始化,，打開異步口，然后檢測調(diào)制解調(diào)器是否準(zhǔn)備好,。若沒準(zhǔn)備好,，則對調(diào)制解調(diào)器再次復(fù)位;若準(zhǔn)備好，則送AT命令進(jìn)入調(diào)制解調(diào)器,，對調(diào)制解調(diào)器進(jìn)行初始化,。即使能調(diào)制解調(diào)器同步口，將調(diào)制解調(diào)器設(shè)置為異步連接同步傳輸方式,，采用外部時鐘以及對同步傳輸模式,、傳輸速率等相關(guān)特性進(jìn)行設(shè)置。同時決定主叫端是否加上ATX1命令以及被叫端是采用何種應(yīng)答方式,。調(diào)制解調(diào)器每次收到正確AT命令且正確進(jìn)行相應(yīng)操作后,，會通過異步串口回送OK信號。因此,，若TMS320F206收到OK信號,，就表明初始化成功。調(diào)制解調(diào)器初始化完成后,，主叫端便撥號啟動呼叫,，被叫端進(jìn)入自動應(yīng)答或偽自動應(yīng)答過程。連通后,，調(diào)制解調(diào)器會回送CONNECT信息給TMS320F206,。此后TMS320F206便禁止異步口、打開同步口,，開始進(jìn)行同步數(shù)據(jù)傳輸,。

　　本同步調(diào)制解調(diào)器研制完成后，曾在專用線路,、公用電話線路和電力載波線路上進(jìn)行同步傳輸試驗,，都獲得了比較好的傳輸效果。在需要利用模擬信道完成同步傳輸任務(wù)的場合,，特別是在接入層,，本調(diào)制解調(diào)器將具有廣泛的用途,。

參考文獻(xiàn)

1 RC56D,，RC336D and RC144D Modem Device Sets Designer’s Guide. Conexant Systems Inc. January 1999

2 TMS320C2XX User’s Guide. Texas Instruments，1997