SSI端口的多路语音复用方案设计

　　现在，DSP处理器的I／O通常都是数字接口，因而它与语音信号之间需要插入CODEC以进行模数和数模转换。DSP外围接口与CODEC间的标准接口为SSI，DSP处理器以及某些微处理器都带有该接口模块。但是如果某DSP处理器只有一个SSI端口，那么我们该如何将两路（或多路）语音信号接入到这一个SSI端口上去呢？

　　下面就以Motorola公司的56800系列DSP处理器中具有代表性的DSP56824为例，对其SSI端口的功能特性作一简单介绍，之后，再就上述问题给出相应的解决方案以供参考。

2　SSI端口介绍

　　图2是SSI模块的结构框图。可以看出，SSI端口的发送和接收是相互独立的两个部分。其对外接口有六根信号线：

　　·STD（SerialTransmitData）：串行数据输出线。

　　·SRD（SerialReceive Data）：串行数据输入线。

　　·STCK（Serial Transmit Clock）：串行数据输出的位同步时钟，可被配置成输入或者输出脚。在同步模式下也被用作串行数据输入的位同步时钟。

　　·SRCK（SerialReceive Clock）：串行数据输入的位同步时钟，可被配置成输入或者输出脚。

　　·STFS（SerialTransmitFrame Sync）：串行数据输出的帧同步时钟，可被配置成输入或者输出脚。在同步模式下也被用作串行数据输入的帧同步时钟。

　　·SRFS（SerialReceive Frame Sync）：串行数据输入的帧同步时钟，可被配置成输入或者输出脚。

　　SSI端口的应用非常灵活，可通过配置相应的控制寄存器将SSI端口设置成应用中所需要的工作方式。SSI具有两种基本的操作模式：正常模式和网络模式，每种模式又都支持同步和异步协议。SSI端口在正常模式下每一帧中只传输一个数据字（即经过采样量化编码后的数字语音信号，数据字位宽可通过配置相应寄存器来改变）；而在网络模式下每一帧中可以传输2到30个数据字。同步和异步协议是针对SSI发送与接收部分的相互关系来说的。在异步模式下，SSI端口的发送和接收部分完全相互独立，都拥有各自的位同步时钟和帧同步时钟；而在同步模式下，SSI端口的发送和接收部分共用同一个位同步时钟STCK和同一个帧同步时钟STFS。帧同步信号，顾名思义，即，用作数据帧的同步，该信号可配置成短帧模式（帧同步信号为一个位时钟宽度）和长帧模式（帧同步信号为一个数据字宽度）。

　　更直观地，不同模式下SSI端口的信号时序关系见图3和图4。这里，我们假设一个数据字为8bit宽，即，对模拟信号采用8级量化。

3　应　用

　　在对SSI端口有了深入的了解之后，我们便可以就引言中提出的问题给出几种切实可行的解决方案了。

3．1　方案一

　　图5为方案一的连接示意框图。DSP中的SSI端口工作在网络模式，并设定每一帧为两个时隙，即，每一帧中传输两个数据字；采用同步协议，发送和接收部分共用同一个位同步时钟信号STCK和同一个帧同步信号STFS；帧同步信号采用长帧模式，即为一数据字宽。由DSP中的SSI端口驱动位时钟信号和帧同步信号。

　　假定CODEC为8K采样，并采用8级量化。由此，可以确定SSI端口的帧频为8kHz，位时钟频率为128kHz（128kHz＝8kHz×8×2）。

　　DSP中的SSI端口与CODEC间信号的时序关系见图6。
 
3．2　方案二

　　图7为方案二的连接示意框图，DSP中的SSI端口的配置与方案一的完全相同。

　　 

　　由于位时钟频率是帧频的16倍，且它们之间是完全同步的，因而帧同步信号在位时钟的移位下，经过8个时钟周期所得到的结果即相当于取反。因而，DSP中的SSI端口与CODEC间信号的时序关系与方案一中是完全相同的，参见图6。

　　既然如此，为什么还要提出该方案呢？

　　原因之一：该方案下，帧同步信号既可以采用长帧模式也可以采用短帧模式，因而具有一定的灵活性。

　　原因之二：该方案并不局限于每帧传输2个数据字，通过增加移位寄存器即可支持每帧2～32个数据字的传输，即，支持多路语音信号的接入。

　　　
 

　　下面举例说明该方案，假设每帧传输3个数据字并采用短帧模式，帧频为8kHz，位时钟频率为192kHz（192kHz＝8kHz×8×3）。

　　图8为连接示意框图。图9为DSP中的SSI端口与CODEC间信号的时序关系图。

3．3　方案三

　　　　　　　　　 

　　这种方案是通过选择双声道的CODEC来实现的，连接示意框图参见图10。这时，CODEC中的SSI端口就工作在网络模式，每帧为两个时隙，它在第一个时隙中传输左路采样信号，而在第二个时隙中传输右路采样信号。我们将DSP中的SSI端口作相应的配置即可实现我们所需要的功能，具体情形就不赘述了。这里需要说明的一点是，位时钟和帧同步信号也有可能是由CODEC一方来驱动的。

4　结束语

　　本文先以Motorola公司的56800系列DSP处理器中具有代表性的DSP56824为例对SSI端口的主要功能特性作了简单介绍，之后，就“如何将两路（或多路）语音信号接入到一个SSI端口”这一问题提出了几种应用解决方案，并对各种方案的原理及其特点作了分析讨论。