基于CMX638的语音通信模块设计与实现

来源:现代电子技术发布时间:2013-08-22324浏览

摘要：CMX638是一款专用于通信系统中语音编解码芯片，讲解了CMX638的基本结构、功能，并给出了基于CMX638的语音系统的外围电路设计以及与其通信控制器的软件设计与实现。实际应用表明，该系统可适用许多需要语音处理的通信场合。
关键词：CMX638；基带；声码器；语音通信

语音通信系统是通信中非常重要的一个部分。如何在有限的频段下，传输更多高质量的语音信息，是人们研究的一个重点课题。现在，对于语音处理芯片有很多，包括CMX618／638和AMBE2000等。和AMBE2000相比，CMX638虽然压缩的语音速率的选择没有AMBE2000多，但是它内部包含了语音CODEC模块，它可以灵活选择使用内部的CODEC或者外部的CODEC，从而在实际的运用中有较大的吸引力，本文以CMX638为基础，设计和实现了一个语音处理模块。

1 CMX638介绍
如图1所示，CMX638是一款高性能的全双工语音编解码器，CMX638内部结构包含3个部分，一个是语音CODEC模块，主要完成输入语音和输出语音的放大、16位的PCM A／D和D／A转换；音码器主要是将数字语音信号压缩成低速率的数码语音信号，或者将数码语音信号解压缩成数字语音信号。CMX638通过C-BUS总线完成和其它模块数据通信和控制。FEC开关选择前向纠错编码器和解码器。

2 语音系统介绍
图2为CMX638语音系统的结构图。在该系统中，采用了该芯片内部的CODEC完成16位的PCM A／D和D／A转化，因此不需要外部的CODEC模块。其输入输出通过C-BUS接口和其他模块进行通信。

3 硬件设计
3．1 电源供电
由于CMX638包含了模拟电路和数字电路，其供电也要求有模拟供电AVDD、数字端口供电IOVDD及数字供电VDD，其中AVDD电压为3．3 V，IOVDD的电压为3．3 V，VDD的电压为1．8 V。如图3所示为其供电电路，采用芯片LM1117-3．3，输入电压为5 V，输出．电压为3．3 V工IOVDD使用。采用同样的电路，只是将芯片换为LM1117-1．8，就可以实现1．8 V的数字电路供电。而3．3 V的模拟电路供电可采用L1、C20、C18进行滤波，减小数字电路供电和模拟电路供电之间的干扰。同时，数字地DGND和模拟地AGND可采用0欧电阻来连接。在实际的电路设计以及PCB板的制作中，为了防止电磁干扰，在尽量靠近CMX638芯片的每个电源引脚附近加一个0．1μF的电容进行滤波。

3．2 语音电路
语音输入电路采用LM358进行放大，如图4所示。

    由于采用CMX638内部CODEC，其23脚CSCEL需要连接到IOVDD上，CODEC PORT接口中的15脚SDI、17脚SCLK、18脚STRB需要连接到DGND。在此状态下，由于CMX638内部模拟电路自带了输入语音和输出语音放大电路，因此可以直接将话筒语音采用差分方式接入CMX638的5脚(INPUTP)和6脚(INPUTN)，而将其10脚(OUTP)和11脚(OUTN)的输出语音直接送给扬声器。在实际的应用中，不能将语音输出两脚短路。
3．3 时钟电路
    对于CMX638，其时钟类型必须由31脚(XTALSEL1)、32脚(XTALSEL2)、33脚(XTALSEL3)来选择，而且，31、32、33脚不能由单片机输出的逻辑电平来控制，而应该直接连接到IOVDD或者DGND。若采用12 MHz时钟中晶体，则需要将31和33脚接DGND，32脚接IOVDD，27脚(XTAL IN)和28脚(XTALOUT)分别接12 MHz的晶体。同时需要将34脚(ENABXTAL)接高电平，使时钟电路工作。
3．4 CBUS接口
    CBUS接口包括42脚(CLK)、43脚(CDATA)、44脚(RDATA)、45脚(CSN)。该接口提供CMX638的控制信息数据和传输的数码数据，其操作格式如图5所示。

从控制器写CMX638寄存器是通过CDATA(Command Data)线写入，第1个字节为寄存器地址，后面没有数据，或者接一个数据字节；读CMX 638寄存器，首先在CDATA上传对应的寄存器地址，然后从RDATA读一个数据字节。而进行数码语音数据交换时，其数据根式和读写寄存器一样，只是地址位后面有多位数据字节而已。

4 软件设计
4．1 信号处理流程
如图6所示是CMX主要信号处理流程，在(a)中是系统刚启动时的初始化过程，(b)是系统进行编码过程，(c)是系统进行解码过程。其中休眠状态时，要求关闭解码和编码，并将芯片的34脚(ENABXTAL)设置为低电平，关闭时钟电路。需要启动芯片工作时，需要将芯片的34脚
(ENABXTAL)设置为高电平，并至少等27 ms后，在进行编码或者解码操作。