????? ?1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及工作事理

　　1．1 系統(tǒng)組成及特點(diǎn)

　　整個(gè)通信平臺(tái)由語(yǔ)音通信措置主板和語(yǔ)音采集回放子板組成。語(yǔ)音通信措置主板搜羅CPU MPC860、FLASH存儲(chǔ)器、SDRAM存儲(chǔ)器、10／100Mb／s收集接口、RS 232串口、BDM調(diào)試接口、Console接口、供電和復(fù)位電路及120pin毗連器。通信措置主板的焦點(diǎn)MPC860是Motorola公司的一款由MC68360演變而來(lái)的通用單片集成嵌入式微措置器，合用于通信和收集系統(tǒng)。該微措置器內(nèi)部有兩個(gè)措置器：PowerPC和32位RISC措置器。PowerPC核同內(nèi)存打點(diǎn)單元(MMU)、指令和數(shù)據(jù)Cache一同措置高條理應(yīng)用，CPM則負(fù)責(zé)完成低層數(shù)據(jù)通信。兩個(gè)措置器首要經(jīng)由過(guò)程共享內(nèi)存交互。通信措置模塊操作SCC，SMC，SPI和I2C串行通道與外部設(shè)備通信，其中SCC和SMC撐持時(shí)分復(fù)用。設(shè)計(jì)中，SCC工作在QMC和談Trans-parent Mode。通信措置模塊(CPM)新增了數(shù)字旌旗燈號(hào)措置(DSP)功能。語(yǔ)音采集回放子板由語(yǔ)音采集電路、語(yǔ)音回放電路、基于FPGA實(shí)現(xiàn)的通信節(jié)制器和與語(yǔ)音通信措置主板毗連的120pin毗連器組成。

　　因?yàn)镸PC860的數(shù)據(jù)傳輸速度對(duì)比ADC和DAC要快良多，設(shè)計(jì)響應(yīng)的邏輯電路節(jié)制語(yǔ)音的采集和回放、協(xié)調(diào)MPC860和數(shù)據(jù)采集、回放電路之間的通信是保證系統(tǒng)正常工作的關(guān)頭。文中設(shè)計(jì)了基于Altera公司的CycloneⅡEP2C8芯片實(shí)現(xiàn)的通信節(jié)制器來(lái)解決這一問(wèn)題。

　　將通信平臺(tái)分為語(yǔ)音通信措置主板和語(yǔ)音采集回放子板分袂設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)，是為了降低系統(tǒng)開舉事度和便于系統(tǒng)維護(hù)、進(jìn)級(jí)和擴(kuò)展。例如語(yǔ)音通信措置主板無(wú)需改動(dòng)即可操作已有的毗連器、FEC收集接口和SDRAM存儲(chǔ)器等資本與視頻編解碼芯片、視頻壓縮／解壓縮芯片組成收集視頻處事器。

　　1．2 功能結(jié)構(gòu)和工作事理

???????? 系統(tǒng)上電后，語(yǔ)音通信措置主板復(fù)位電路發(fā)生復(fù)位旌旗燈號(hào)，MPC860領(lǐng)受到復(fù)位旌旗燈號(hào)后，跳轉(zhuǎn)到0X100處起頭執(zhí)行啟動(dòng)代碼。按照BSP設(shè)置裝備擺設(shè)慢慢執(zhí)行CPU初始化、板上其他硬件電路的初始化、操作系統(tǒng)運(yùn)行所需數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的初始化、啟動(dòng)VxWorks WIND內(nèi)核、建樹UserRoot使命、初始化系統(tǒng)頂用到的可選擴(kuò)展模塊(如I／O系統(tǒng)、文件系統(tǒng)、收集和談等)、建樹使命usrAppInit()，此時(shí)語(yǔ)音通信平臺(tái)籌備停當(dāng)，可以執(zhí)行語(yǔ)音通信使命。?

??????? 1．3 數(shù)據(jù)措置流程

　　MPC860T和ADC AD7825，DAC AD7305之間的通信由通信節(jié)制器節(jié)制。通信節(jié)制器由數(shù)據(jù)緩沖區(qū)(Rx FIFO，Tx FIFO)，基于FSM(有限狀況機(jī))實(shí)現(xiàn)的節(jié)制邏輯(Rx control，Tx control)和8位串并、并串轉(zhuǎn)換器，時(shí)鐘電路組成。其數(shù)據(jù)領(lǐng)受過(guò)程為：領(lǐng)受節(jié)制邏輯(Rx control)節(jié)制ADC AD7825將各個(gè)通道的語(yǔ)音數(shù)字化，并把轉(zhuǎn)換功效存入領(lǐng)受緩沖區(qū)(Rx FIFO)，直至Rx FIFO滿時(shí)Rx control起頭向MPC860T供給周期性幀同步旌旗燈號(hào)，頻率為32 kHz。MPC860在幀同步旌旗燈號(hào)和時(shí)鐘旌旗燈號(hào)的驅(qū)動(dòng)下讀取Rx FIFO中的數(shù)據(jù)到SCC數(shù)據(jù)領(lǐng)受緩沖區(qū)。Rx FIFO讀空(即讀指針追上了寫指針)后，Rx control遏制向MPC860發(fā)送幀同步旌旗燈號(hào)終止數(shù)據(jù)傳輸，同時(shí)向MPC860發(fā)送間斷旌旗燈號(hào)IRQ3，MPC860響應(yīng)間斷把數(shù)據(jù)從領(lǐng)受緩沖區(qū)讀到領(lǐng)受ring buffer中期待應(yīng)用軌范措置。其數(shù)據(jù)發(fā)送過(guò)程為：MPC860完成IP解封裝、解壓縮后的語(yǔ)音數(shù)據(jù)將會(huì)在檢測(cè)到發(fā)送緩沖區(qū)可用時(shí)，輸出到SCC發(fā)送緩沖區(qū)，通信節(jié)制器供給發(fā)送幀同步旌旗燈號(hào)驅(qū)動(dòng)數(shù)據(jù)傳輸?shù)絋x FIFO(發(fā)送緩沖區(qū))，待到Tx FIFO滿時(shí)遏制發(fā)送幀同步旌旗燈號(hào)。數(shù)據(jù)發(fā)送完后，CPM會(huì)清零，TxBD)中的R位暗示MPC860可向SCC發(fā)送緩沖區(qū)中裝入新的數(shù)據(jù)，為下次傳輸做籌備。

　　1．4 QMC通信和談

　　多通道節(jié)制器(QUICC Multichannel Controler，QMC)是為了實(shí)現(xiàn)時(shí)分復(fù)用數(shù)據(jù)傳輸而設(shè)計(jì)的，它可以把時(shí)分復(fù)用幀的數(shù)據(jù)分發(fā)到多達(dá)64個(gè)邏輯通道。該模式下把每一幀的數(shù)據(jù)劃分成若干個(gè)時(shí)隙(Timeslots)，每時(shí)隙8 b。在時(shí)隙分配表中劃定每時(shí)隙數(shù)據(jù)隸屬于某個(gè)通道，每個(gè)通道都有一組特定的緩沖區(qū)描述符和響應(yīng)的緩沖區(qū)。一個(gè)時(shí)隙的數(shù)據(jù)在收發(fā)時(shí)被放置在特定的緩沖區(qū)里，MPC860T就可把分手的數(shù)據(jù)*在一路發(fā)送，或把*在一路的數(shù)據(jù)分發(fā)到各自專用的緩沖區(qū)，而不需要額外的措置來(lái)區(qū)分各類各樣的數(shù)據(jù)流。

　　2 BSP 設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)

　　設(shè)計(jì)中軟件開發(fā)首要搜羅啟動(dòng)代碼的編寫、操作系統(tǒng)的移植、硬件驅(qū)動(dòng)軌范和語(yǔ)音編、解碼和IP封裝、解封裝應(yīng)用軌范。篇幅有限，本文僅介紹BSP移植。BSP即板級(jí)撐持包，其功能為硬件、軟件初始化、工程影像的下載和設(shè)備驅(qū)動(dòng)等。

　　2．1 BSP的定制

　　無(wú)論是BootRom仍是VxWorks都要使用BSP代碼，BSP定制需要按照硬板設(shè)置裝備擺設(shè)、系統(tǒng)設(shè)計(jì)需求、軟件功能等現(xiàn)實(shí)情形。現(xiàn)實(shí)開發(fā)過(guò)程中，為了縮短產(chǎn)物開發(fā)周期，凡是以WINDRIVER公司的BSP模板或者第三方公司供給的可供參考的BSP為基本，按照軟硬件具體設(shè)置裝備擺設(shè)進(jìn)行改削，添加新的軌范驅(qū)動(dòng)新增硬件和功能。本課題中先把APC860開發(fā)板的BSPMPC860TEVB拷貝到installdir：＼Tornado＼target＼collfig＼ppcs860目錄下，首要做下列改削。

　　2．1．1 config．h文件

　　按照現(xiàn)實(shí)情形，需要改削啟動(dòng)行，內(nèi)存地址、容量等設(shè)置裝備擺設(shè).?

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　　2．1．3 romInit文件改削

　　romlnit．s模塊包含了VxWorks在ROM中的進(jìn)口點(diǎn)romlnit()，它是單板上電往后最先執(zhí)行的匯編軌范代碼。該函數(shù)功能搜羅措置器的復(fù)位、內(nèi)存的初始化以及其他的最根基和需要的初始化工作。

??????? 需要改削的內(nèi)容有：內(nèi)部存儲(chǔ)器映射寄放器IMMR。該寄放器用來(lái)標(biāo)識(shí)內(nèi)部地址空間的基址，將該寄放器設(shè)置為“FF000000”。

　　SIU模式設(shè)置裝備擺設(shè)寄放器SIUMCR。搜羅有外部總線仲裁器設(shè)置裝備擺設(shè)，外部master的撐持，DEBUG調(diào)試端口設(shè)置裝備擺設(shè)，系統(tǒng)接口引腳設(shè)置裝備擺設(shè)以及奇偶校驗(yàn)撐持，將該寄放器設(shè)置為“00E10000”。

　　BSP中談判SDRAM的初始化過(guò)程，首先對(duì)MAMR寄放器的初始化，再獲得UPM的RAM陣列表的地址，然后將RAM陣列表地址中的值寫入MPC860 RAM WORDS ARRAY中，最后初始化OR以及BR寄放器。

　　2．1．4 ppcs860．h

　　ppcs860．h是參數(shù)設(shè)置裝備擺設(shè)頭文件，該文件包含年夜量宏界說(shuō)，為使MPC860T正常運(yùn)行且SCC串口工作在QMC和談透明模式，按照現(xiàn)實(shí)需要做了如下設(shè)置裝備擺設(shè)：

　　(1)改削系統(tǒng)常量對(duì)應(yīng)的宏界說(shuō)：SCCx參數(shù)在雙端口RAM中存儲(chǔ)的肇端地址、緩沖區(qū)描述符(BD)的基地址、緩沖區(qū)和BD的數(shù)目等；

　　(2)串口和時(shí)隙分配表的初始化，首要搜羅時(shí)隙分配、引腳分配等，經(jīng)由過(guò)程設(shè)置SI RAM參數(shù)，劃定了每個(gè)邏輯通道對(duì)應(yīng)的時(shí)隙和數(shù)據(jù)路由，本系統(tǒng)中選擇SCC2和TDMB接口實(shí)現(xiàn)QMC通信，引腳設(shè)置裝備擺設(shè)如下：

　　PC6 RSYNC，PA2 RXC，PA10 RXD，PA0 TXC。PA11 TXD

　　(3)SCC2初始化：設(shè)置SCC2工作在QMC模式；

　　(4)QMC全局參數(shù)初始化：MCBASE(多通道基地址指針)，初始化為SCC2對(duì)應(yīng)外部BD表的基地址，MRBLR(最年夜領(lǐng)受緩沖區(qū)長(zhǎng)度)，領(lǐng)受、發(fā)送時(shí)隙分配表肇端地址的指針(Rx S PTR，Tx S PTR)，領(lǐng)受、發(fā)送時(shí)隙分配表當(dāng)前時(shí)隙的指針(Rx PTR，TxPTR)，間斷輪回表基地址(INTBASE)，間斷輪回表下一可用進(jìn)口的指針(INTPTR)等；

　　(5)QMC特定通道參數(shù)初始化：TBASE，RBASE(該邏輯通道的緩沖區(qū)描述符的肇端地址)，TBPTR，RBPTR(當(dāng)前發(fā)送、領(lǐng)受緩沖區(qū)描述符指針)，TMR-BLR(最年夜領(lǐng)受幀長(zhǎng)度)等。

　　2．1．5 驅(qū)動(dòng)軌范

　　驅(qū)動(dòng)軌范直接對(duì)硬件操作，實(shí)現(xiàn)硬件和操作系統(tǒng)、應(yīng)用軌范之間的交互。需要自行編寫MPC860 SCC串口驅(qū)動(dòng)軌范ppcs860QmcSio．c，通信平臺(tái)中SCC工作在QMC Transparent模式。ppcs860QmcSio．c文件中包含SIO_DRV_FUNCS結(jié)構(gòu)體中界說(shuō)的5個(gè)函數(shù)和間斷措置函數(shù)ppc860QmcInt()、Qmc邏輯通道復(fù)位函數(shù)ppc860QmcChannelReset()。ppc860SccIoctl()供給了一些設(shè)備節(jié)制選項(xiàng)，搜羅遏制數(shù)據(jù)傳送、察看當(dāng)前通信狀況(余暇仍是忙)、輪詢或間斷模式選擇等；ppc860sccInt()措置QMC通道的間斷請(qǐng)求，經(jīng)由過(guò)程間斷體例實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的收發(fā)功能；ppc860SccStartuP()函數(shù)啟動(dòng)一個(gè)發(fā)送周期；ppc860SccCallbackInstall()安裝回調(diào)函數(shù)。間斷措置函數(shù)的功能有：

　　(1)供給領(lǐng)受、發(fā)送間斷措置函數(shù)，挪用回調(diào)函數(shù)完成設(shè)備和較高層和談之間的數(shù)據(jù)傳送。

　　(2)措置數(shù)據(jù)領(lǐng)受過(guò)程中呈現(xiàn)的領(lǐng)受數(shù)據(jù)過(guò)長(zhǎng)，數(shù)據(jù)傳送被迫終止等異常。因?yàn)椴恍枰猀MC的輪詢模式，是以ppc860SccPollInput()和ppc860SccPollOutput()以NULL函數(shù)的形式實(shí)現(xiàn)。同時(shí)還要編寫sysSccSeri-al．c文件，改削sysLib．c文件和usrConfig．c文件。在sysSccQmc．c中供給SCC設(shè)備描述符的初始化例程、SCC間斷毗連例程等；經(jīng)由過(guò)程改削sysLib．c和usrCon-fig．c文件以實(shí)現(xiàn)VxWorks對(duì)QMC驅(qū)動(dòng)軌范

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