TMS320VC54x处理器McBSP接口的设计和实现

　　模数接口是数字信号处理(DSP)系统中一个重要的组成部分，其设计和实现直接影响到信号处理的质量，许多A/D、D/A转换芯片都采用并行的数字接口，与DSP接口时需要设计相应的译码电路。TMS320VC54x系列芯片配备了多通道带缓冲能力的串行口(MultichannelBuffered SerialPort，McBSP)，为设计模数接口提供了极大的便利。

　　McBSP具有双向的自动缓冲单元，缓冲单元有自己的循环寻址寄存器组，用来将串行口和C54x内部存储器之间数据传输的缓存。同时McBSP的功能非常强大，除具有一般DSP串口功能之外，还可以支持T1/E1，ST-BUS，IOM2，SPI，HS等不同标准;为便于进行多通道的数字信号处理，McBSP最多支持128个通道;支持多种数据格式(8/12/16/20/24/32 b)的传输;可自动进行语音的μ律、A律压扩;其工作速率可达到1/2 CPU时钟速率。这些特性为设计A/D，D/A接口电路提供了很大的灵活性。

　　下面具体以语音编解码器为例来说明McBSP的设计和实现。

　　1　语音编解码系统及McBSP接口的硬件设计

　　低速率语音编解码器是一种能够将传统的模拟语音信号(带宽为0.3～3.4 kHz)实时压缩编码成1.2～9.6 kb/s数据比特流，而保持相当语音质量的语音编解码系统。由于他大大压缩了传输数字语音所需的带宽，便于实现高保密度的语音通信，因此在语音的保密通信、多媒体通信和移动通信系统中应用十分广泛。如图1所示，语音采样芯片TP3067和数字信号处理器TMS320VC5409组成了一个语音编解码系统。在模拟端口一侧，模拟语音输入采用同相输入，经过话筒前置放大器(microphone preamplifier)放大后，从VFxI+管脚输入;模拟语音的输出也采用同相输出，经过两级放大后由VPO+输出，输出端可以驱动阻抗为600Ω的扬声器。

　　TP3067是美国国家半导体(NationalSemicodductor)公司生产的PCM CODEC芯片，具有串行的I/O接口，供电、功耗低于70 mW，而且具有自动断电功能，内部设计有性能良好的电源滤波电路，能够实现A律PCM编码和解码。TP3067对话音进行8 kHz采样，即每0.125 ms一次，每次采样编成8 b编码，′C5409接收后，变换成线性的16 b，每20 ms组成1帧，共需TP3067进行160次采样。TMS320VC5409提供的串行口包括数据输入BDR，数据输出BDX，接收时钟BCLKR，发送时钟BCLKX，接收同步时钟BFSR和发送同步时钟BFSX。TPS3067的帧同步有2步方式(long frame sync)。而TMS320VC5409的多通道自动缓冲串口的工作方式，可以通过发送和接收寄存器灵活配置帧长度、帧周期以及接收发送时钟沿。如图1所示对接后，只要在系统初始化时正确配置寄存器，就可以保证串行数据的输入输出。TP3067数字端口一侧，MCLKR/PDN和MCLKX相连，同时相连的还有BCLKR，BCLKX，也就是忽略MCLKR/PDN的POWERUP和POWERDOWN功能，由′VC5409提供接收发送时钟及同步时钟。以上2个时钟的值可以通过软件设置McBSP控制寄存器SRGR1和SRGR2设定并更改。