AO2910260JS DCP数据处理卡技术说明.docx
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AO2910260JSDCP数据处理卡技术说明
AO2.910.260JSDCP数据处理卡技术说明
一、设计思想
根据H.320建议，会议电视系统组成框图如下，它包括终端设备，通信网络和多点控制单元（MCU）等几部分，其中虚线框内即是终端设备应该具备的功能。
图1H.320框架会议电视系统框图
注：
H.261关于视频编解码建议
G.711，G.722关于音频编解码建议
H.221关于帧结构建议
H.230关于控制与指示（C&I）建议
H.242关于通信过程建议
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除视频，音频输入输出设备外，会议电视终端功能主要由插往PC机的视频编解码板和TE2M会议电视终端适配板下述简称TE2M板完成，由GEC公司提供的视频编解码板完成H.261建议视频编解码，其余功能均由TE2M板完成。
TE2M板总体框图如下:
C50系统承载H.221，H.242和H.230建议，完成G.722/G.711语音编解码以及其周围输入输出，它是TE2M板的核心。
语音处理部分完成语音信号的调整，AD，DA，输入抗混叠滤波和输出插值滤波,它经由串行口与C50通信，AD分辨率为15BIT，采样率和抗混叠滤波器由C50控制，从而能方便地按照G.711或G.722编解码要求对语音信号处理。
GEC接口用于与GEC公司的H.261编解码板连接，该接口依据GEC公司有关文件设计，基本符合X.21建议，其功能规程和电气属性均由EPLD完成。
H.221建议中规定,80个物理帧组成1个逻辑帧，2个逻辑帧构成1个子复帧，8个子复帧构成1个复帧，H.221是按复帧或子复帧对bit进行解释和重组的，因此，快速准确可靠地提取H.221帧定位信号是保证H.320系统正常通信的关键技术之一，该项工作有H.221帧定位部分完成，主要由EPLD实现。
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E1接口由MT89790和MT8920等芯片组成，实现信道与C50系统间的连接，E1接口的初始化由PC机完成。
对于不能提取BAS码的非标准MCU来说，RS－422接口是需要的，它用于会议电视终端与MCU间进行命令交换。
DPRAM部分用了一片IDT7005双口RAM，它用于C50系统和PC机之间通信，传输H.320中规定的C&I，Data等数据，它们之间的通信可以采用查询方式,令牌方式或中断方式。
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二、原理框图
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三、基本原理
C50将来自AD55的Audio数据，IDT7200的Video数据，PC机的C&I和Data数据按H.221建议组帧，组帧后的数据写往MT8920，经由MT8985和MT89790上E1信道。
同时C50从MT8920中读出由E1接口接收的数据,按H.221建议进行拆帧，将拆帧得到的Audio数据，Video数据，C&I和Data数据分别送往AD55，IDT7200和PC机输出。
Audio通道：
由麦克风输入的语音信号经OP07放大器调整到适当的电平范围,AD55将调整过的语音信号进行16位A/D量化和抗混叠滤波，最后经串形口送往C50。
AD55将从串形口接收到的语音数据进行15位D/A转换和插值滤波,再输出给有源音箱。
AD55可以接收C50命令，修改采样率和滤波器带通范围等,以满足G.711或G.722编解码需要。
Video通道：
TE2M板与GEC公司的H.261图象编解码板间的视频数据交换是通过GEC接口实现的，该接口基本符合X.21建议。
视频输入输出数据缓冲FIFOIDT7200深度为256Byte。
C&I和DATA通道：
C50和PC机间的C&I和DATA数据是经过8KB的双口RAMIDT7005交换的，它们之间的通信可以采用查询方式，令牌方式或者中断发式。
H.221建议帧定位信号FAS的提取是由EPLD和IDT7200共同完成的。
由于程序在EPROM中运行较慢，C50系统中同时配置了32KWEPROM程序区和32KWRAM程序区，以便上电复位后将程序从EPROM中搬到高速RAM中运行。
EPLD选用Lattice公司的ispLSI2128-80。
四、软件接口
C50部分编程
4.1程序EPROM和程序RAM编程
程序EPROM的大小为32K字，由/EPCS作片选信号，地址范围0000H~7FFFH；使用内部等待，等待周期为7。
程序EPRAM的大小为32K字，由/PCS作片选信号，地址范围8000H~FFFFH；使用内部等待，等待周期为1。
建议上电复位后，将程序EPROM中的代码搬到高速程序RAM中运行，C50片内存储器配置为数据区。
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4.2数据RAM编程
数据RAM大小为32K字节，由/DCS作片选信号，地址范围8000H～FFFFH；使用内部等待，等待周期为1。
4.3MT8920编程
MT8920使用/P920CS作片选信号，地址范围5F00H～5FFFH，有效地址范围5F00H～5F1FH；低8位数据有效；使用内部等待，等待周期为7。
4.4与PC机共享的双口RAMIDT7005编程
IDT7005双口RAM大小为8K8，用/TDPCS3作片选信号，地址范围6000H～7FFFH，低8位数据有效；使用内部等待，等待周期为2。
IDT7005使用/TDPSE4作旗标片选信号，I/O口地址范围58H～5FH，D0位有效，使用内部等待，等待周期为2；写7FFF单元，向PC机申请中断，读7FFE单元，清除由PC机向C50发出的中断。
对IDT7005的编程参见IDT公司数据手册。
4.5FIFO编程
三片FIFO的大小为2569。
D17，D18地址均为I/O口51H，其中，D17为读视频数据FIFO，D18为写视频数据FIFO，低8位数据有效；使用内部等待，等待周期为2。
D29用于配合EPLD提取H.221建议中的FAW。
4.6TMS320AD55编程（C50串行口编程）
TMS320AD55是通过串行口与C50连接的。
C50串行口应该初始化为16BIT突发模式（BurstMode），帧同步信号和比特时钟由TMSAD55提供。
对TMS320AD55的编程参见TMS320AD55手册。
4.7C50系统I/O口
C50系统I/O口地址范围为50H～5FH，使用内部等待，等待周期为3，使用MEMORY指令。
口地址分配如下：
51H用于读写GEC板视频数据FIFO，低8位数据有效。
53H用于帧定位字搜索信号FAW－SCH，当C50系统需要重新搜索FAW时，先写后读1次53H口，无有效数据。
56H用于图象自环，当需要自环时，写56H；拆除自环时，读56H;无有效数据。
58H~5FH用于IDT7005旗标选择，D0位数据有效。
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4.8C50系统中断
INT1E1信道8K帧同步信号，在搜索到FAW后提供；
INT2即为E1信道8K同步信号；
INT3来自PC机通过IDT7005向C50申请中断；
INT4，NMI备用。
PC机部分
通过跳线器X2选择，段址变化范围为8000H~FC00H，8位MEMORY方式。
4.9与C50共享的双口RAMIDT7005编程
IDT7005双口RAM大小为8K8，用/CS1作片选信号，偏移地址范围0000H~1FFFH,低8位数据有效。
IDT7005用/CS2作旗标片选信号，偏移地址范围2000H~27FFH，有效范围2000H~2007H，D0位数据有效；写偏移地址1FFE单元，向C50申请中断，读偏移地址1FFE单元，清除由C50向PC机发出的中断。
对IDT7005的编程参见IDT公司数据手册。
4.10对C50系统复位
对2800H~2FFFH范围内偏移地址读写，能够复位C50系统，建议连续读写操作总次数不少于FFH次。
4.11MT8985编程
MT8985使用/CS4作片选信号，偏移地址范围3000H~37FFH，有效偏移地址范围3000H~303FH，低8位数据有效。
HW5用于初始化MT89790的CSTI1，HW6用于初始化MT89790的CSTI0；HW7外部自环；要求HW3接续HW1的ST1，HW3的其余时隙工作在消息方式，置消息为00H；HW2接续HW1；HW1接续HW2。
4.128251编程
8251使用/CS5作为片选信号，偏移地址范围3800～37FFH，有效偏移地址范围3800H~3801H；建议方式字为7DH，控制字为15H，在写方式字和控制字之间，插入等待，等待周期数不少于1FFFH，波特率为1950bit/s。
五、主要器件介绍
5.1TMS320C50
TMS320C50是TI公司生产的定点数字信号处理机（DSP），它内核是从TI公司的C2X
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发展而来，其主要性能如下：
25-/50-nS单指令周期（40/20MIPS）
源代码对C1X和C2X向上兼容
9K16bit单周期访问片内程序/数据RAM
105616bit双访问片内数据RAM
最大访问空间为224K16bit（64K程序空间，64K数据空间，64KI/O空间和32K全局访问空间）
32-bit的ALU，ACC和ACC缓冲器ACCB
1616bit单指令周期硬件乘法器
主要用于间址的8个辅助寄存器
11个影子寄存器用于硬件保护中断现场
8级硬件堆栈
两个串行口
1个硬件定时计数器
4个外部可屏蔽中断和1个不可屏蔽中断，内部有4个串行口中断和1个定时器中断
对程序空间，数据空间和I/O口可以设置内部等待，最大可插入7个等待周期
取指，译码，取操作数，执行4级流水
132引脚扁平封装
5.2.TLC320AD55
TLC320AD55是TI公司生产的一种串行A/D,D/A转换器，分辨率为16BIT，内部含有抗混叠滤波器，其串行口可以直接与TMSC50连接。
通过串行口编程可以选择复位,掉电，通信协议，比特时钟，采样率等工作状态；可以进行电路配置，包括从D/A输出到A/D输入的模拟环路，A/D输出到D/A输入的数字环路，A/D后的抗混叠滤波器，D/A后的插值滤波器等。
主要性能如下：
单5V电源供电
内部参考电压
功耗150mW，掉电状态1mW
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分辨率16BIT
数字二进制补码输入输出
模拟差分输入输出
串行接口
80dB的谐波和噪音抑制
模拟输出增益可编程为1，1/2,1/4和0
采样率为MCLK/（Fk256）,MCLK主时钟，Fk可编程为1,2,3,...,256
比特时钟为MCLK/（Fsclk2）,Fsclk可编程为1,2,3,...,256
六、引出线信号说明
引出线信号说明：
6.1X4：
RS422接口
1.PIN2TXD+，发送数据
2.PIN3RXD+，接收数据
3.PIN6TXD，第二发送数据
4.PIN7RXD，第二接收数据
5.PIN5，9GND，信号地
6.2.X5：
E1接口输出
6.3.X6：
E1接口输入
6.4.X7：
双声道音频信号输出
6.5.X8：
双声道音频信号输入
6.6X14：
GEC接口
1.PIN1HVCLK_R，输入，比特时钟
2.PIN2HLEN_R，输入，输入数据有效指示，低电平有效
3.PIN3HVD_T，输出，发送数据
4.PIN4HRDY_T，输入，接收设备准备好指示，高电平有效
5.PIN6HRDY_R，输出，准备好接收数据指示，高电平有效
6.PIN7HVD_R，输入，接收数据
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7.PIN8HVAL_T，输出，发送数据有效指示，低电平有效
8.PIN9HVCLK_T，输入，比特时钟
七、测试内容
测试是对板上各主要器件进行验证，保证其满足该板的功能需要。
TE2M板测试有以下内容：
C50部分
7.1RAM自检
操作地址为8000H~FFFFH,分别向该地址间的RAM区写入数据再分别读出比较，若写入的与读出的相同，则自检通过。
写入的数据为当前地址的高字节与低字节的异或值。
7.2C50端双口RAM的测试
操作方法参见7.1RAM自检。
7.38920的测试
首先初始化8985，使其HW2自环；C50连续向8920写一帧数据，稍延时后再读回来比较，反复多次，TS0和TS16除外，若写入的与读出的相同，则测试通过。
7.4EPLD提取H.221中FAW功能测试
在89790外环测试通过的前提下，测试本功能。
初始化工作与7.9中的89790外环测试相同，在RAM中初始化一子复帧数据，该子复帧数据中包含FAW，在每次8K中断中发一物理帧，循环往复发该子复帧数据。
当EPLD搜索到FAW时，HL3指示灯被点亮，反复多次，HL3都能被点亮，则测试通过。
7.5TMS320AD55测试
C50串行口被初始化为16BIT突发方式，AD55工作在上电复位状态，从X8输入2KHz1V左右的音频信号。
C50把从DRR寄存器读到的数据直接向往DXX寄存器中，这时用示波器观察X7输出波形，如果与X8输入波形基本相同，则测试通过。
7.6GEC接口测试
将GEC接口测试插座插入X14，该插座的PIN2和PIN8，PIN3和PIN7，PIN4和PIN6分
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别短接；每8K中断向51H口先写后读30B不同的规律数，反复多次，若写入的与读出的相同，则测试通过。
PC机部分
7.7PC机端双口RAM的测试
操作方法参见7.1RAM自检。
7.88985测试
初始化8985HW7为消息模式。
PC机向HW7发一帧消息，稍延时后读HW7，反复多次，若写入的与读出的相同，则测试通过。
7.989790外环测试
先用外环线短接X5，X6；初始化8985，使其HW1接续HW2，HW2接续HW1，再初始化89790，使其工作在外环方式；然后参见7.3中的8920的测试，TS0和TS16除外,若从8920写入的与读出的相同，则测试通过。
7.10RS_422口测试
将RS_422接口测试插座插入X4，该插座的PIN2和PIN3，PIN6和PIN7分别短接;8251初始化方式字为7DH，控制字为15H；若8251收发数据相同，则测试通过。
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