会议芯片M34116及其在专网通信中的应用
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关键词：PCM 母线 时隙 会议
1 概述
在专用通信系统中，电话会议是不可缺少的功能，如部队的指挥调度、车站的站场调度、话务转接台的三方会议、会议录音等都会用会议功能。目前，市场上出现的会议信号合成器处理专用集成电路芯片主要有Motorla公司的MC145611、Mitel公司的MT8924、SGS-汤姆逊公司的M34116。M34116有以下主要技术特点：
*可汇接1～64方会方式通话；
*最多可达29组会议；
*可在3种模式下同时工作，会议、透明传输和声音产生；
*典型的比特率为1356/1544/2048/4096Kb/s；
*兼容所有PCM帧格式；
*A/μ律可选；
*每一个通道为相同的优先级；
*从发送到接收有一个帧又一个时隙的延时；
*各通道的增益从0～15dB可控；
*声音产生从3.9MHz到3938Hz，最小间隔为3.9Hz；
*在并行口上有7种不同的声音输出，最多4种不同持续频率；
*一种最多可编程32种不同持续频率的声音旋律；
*5V供电；
*兼容TTL电平输入和TTL/CMOS电平输出。
2 功能描述
2.1 引脚说明
M34116为24引脚双列直插封装，引脚如图1所示。
2.2 内部结构
当系统组织一个电话会议时，参加会议的任一台话机接口的输出信号都必须同时送到其余所有话机接接收端。换而言之，会议中每一个接口的接收端所收到的信号就是除本身外其余所有话机接口输出的模拟话音信号的叠加。在数字交换中，由于话音信号的二进制非线性编码（A/μ律）特性，不允许将来自若干路接二进信号简单地相加。图2为M34116内部结构图。会议芯片须占用一对母线，交换网输出的PCM信号由芯片的PCM I愼脚输入，经串-并变换后，输入线性化电路。线性化后的各引时隙（抽样）加上控制系统端口的衰减或增益电平被送入加法器相加，加完后的结果通过POWER 10再线性化后送入帧RAM中。哪些时隙构成一个会议，由控制系统经数据总线中口写入。当一个接口发起一个会议时，控制系统为该会议编排一个1～29的编号。此后，其它接噪中根据需要加入已经存在会议，或重新组织另一个会议。控制系统由数据总线口将各会议的编号及参加每个会议的各时隙的编号写入会议RAM中，地加法器对各信号正确地组合相加。加法器输出的信号经非线性化电路还原为A/μ律编码信号，最后有并一串变换电路恢复为串行输出，送往对应的交换网络PCM输入总线。
2.3 功能说明
M34116是专为PCM数字交换应用而设计的器件，能汇接64方会议和最多29组会议。M34116与交换网络、微处理器连接中图3所法。交换网可以采用M3488或MT8980D等数字交换网络。经过PCM编码后，其输出时隙比输入时隙延时一个帧（加一个时隙），因此，做会议接续时应延时一个时隙。输入、输出关系如图4所示。M34116对每种工作模式的每一通道具有可编程衰减 或增益控制，输入/输出的范围均为±15dB。
3 控制字软件设置
微处理器对M34116的控制是通过设置以下命令字实现的。先通过设置操作模式，发送操作模式，进行指令设置和功能选择。扩展位E=1，F1、F0设置PCM字节格式。F1、F0=00无位翻转，F1、F0=01偶位翻转，F1、F0=10奇位翻转，F1、F0=11所有位翻转。M34116必须复位后设置操作模式。
3.1 会议接续（指令1）
该指令由5个字节组成：前4个字节为数据字节，第5个字节为控制字。第1个字节的内容为会议组编号及会议启动位S，当S=1时，本组会议的所有寄存器清0，只有当接入一组新会议的第1个时隙时，才置S为1，P4～P0对应会议组编写（1～29）；第2个字节为输入衰减或增益控制，AI4=1时，为增益控制，AI4=0时，为衰减控制，AI3～AI0为设置的值（0～15dB）；第3个字节为输出衰减或增益控制；第4个字节为时隙选择，PT=1时，在加入会议前的PCM抽样信号翻转，用于回波抑制；第5个字节为控制字。
3.2 透明接续（指令2）
该指令是M34116的另一功能，为其一时隙的PCM输入输出的衰减或增益电平调整，延时一个帧和一个时隙。该时隙不是会议参加方。
3.3 拆线（指令3）
拆掉是一会议成员，结束透明接续或结束产生产生，都要用该指令一一拆线。
3.4 溢出信息（指令4）
单字节指令，读取会议溢出，通过设置空位选择B1～B0（0～3）。该指令之后，当读有效时，根据选择值读取数据总线上数据，判断哪此会议溢出。
3.5 声音产生
指定增益或衰减的声音时隙和声音序列。该声音序列由最多4对持续声音和最多32对持续频率旋律组成，频率范围为3.9Hz～3938Hz，持续范围为32ms～8610ms。既可以指定所有时隙，也可以用FFHEX字节结束。M34116不断地指定或者拆线。旋律可编程为正弦波或方波。
最多可同时产生7个声音和1个旋律时隙，声音和旋律产生的指令格式相同。第1个字节为输出增益或衰减，第2个字节为时隙号，第3个字节为操作码，FFHEX字节为结束码，Sn7～Sn0为频率间隔(n范围为1～4)，Tn为旋律（n范围为1～32）。
3.6 状态信息
状态指令用来读取指令寄存器或声音旋律寄存器的内容，通过指定时隙号读取状态字节。这些字节包括：会议号或透明模式或声音或未连续，输入/输出衰减或增益。若为声音模式，则读取声音的持续频率序列。第1个字节为时隙选择，第2个字节为控制字。当设置读取时隙后，后续读取的值依赖该时序的操作类型（P4～P0）。P4～P0=0，为拆线状态，后续读取的数据无效；P4～P0=1～29，为会议号；P4～P0=30声音或旋律操作，后续读取的为声音序列；P4～P0=31，为透明接续。
4 M34116典型连接电路
M34116典型应用电路如图5所示。微处理器为MCS-51系列单片机W77E58P，交换网采用敏迪公司MT8980D。由于交换网采用的是4.096Mb/s时钟，F0i是其同步信号（8kHz）输入，置低后，C4i的第一个下降沿启动内部时钟，而M34116则是在C4i的第一个下降沿启动，所以，在使用同一时钟时，在M34116引脚CLK与交换网的C4i引脚间加一反向电路。在电话会议期间，控制系统可靠需要向参加会议的用户发送一些提示信号音。当外电路在TF端输入一个频率为f的方波时，M34116可能在PCM OUT端输出一个频率为f的正弦波PCM信号；当TD为高电平时，芯片输出信号音，同时关闭PCM话音信号。当TD为低电平时，信号音输出禁止，恢复正常的PCM输出。信号音从哪些时隙输出可由单片机写入适当的控制字规定，本文只介绍实现会议功能，故将TD与TF引脚接地。
5 M34116在专网中的应用程序实例
根据前面的介绍，通过图5的接口电路，处理器可以对控制字读写，完成所需的功能。本文简要列举会议的组织、加入、拆线，其它控制字可参考这些用例。
#define unch unsigned char
#define DATA34116 8001 //数据地址
#define CTRL34116 8000 //控制地址
#define START_CONF 0XFF//会议开始
#define JION_CONF 0X00 //加入会议
5.1 组织会议
/*参数ConfNumb：会议号（1～29）。MeetInGain：会议输入增益。MeetOutGain：会议输出增益。ChannelNumb:会议时隙。Flag：新会议开始标志*/
#pragma disable
void ConnetConf(unch ConfNumb,unch ChannelNumb,unch MeetInGain,unch MeetOutGain,unch Flag){
if(Flag==START_CONF){
XBYTE[DATA34116]=0x10|ConfNumb;/*创建的会议号*/
XBYTE[DATA34]=MeetInGain；/*输入增益*/
XBYTE[DATA34116]=MeetOutGain; /*输出增益*/
}
else if(Flag=JION_CONF){
XBYTE[DATA34116]=0x1F & ConfNumb;/*会议号*/
XBYTE[DATA34116]=MeetInGain；/*输入增益*/
XBYTE[DATA34116]=MeetOutGain; /*输出增益*/
}
XBYTE[DATA34116]=0x40|ChannelNumb;/*会议时隙*/
XBYTE[CTRL34116=0x07;/*写控制字*/
}
5.2 拆线
/*参数ChannelNumb:会议时隙*/
#pragma disable
void DisconnetConf(unch ChannelNumb)
{
XBYTE[DATA34116]=0x1F & ChannelNumb;/*会议时隙*/
XBYTE[CTRL34116]=0x0F； /*写控制字*/
}
图5
5.3 三方会议
A、B、C三方欲组织一会议。假设A母线为HW_A，时隙为tsa；B母线为HW_B，时隙为tsb；C母线为HW_C，时隙为tsc；输入输出增益均为0，HW_CONF为M34116的母线。
（1）会议初始化
ConnectConf(1,0,0,1,START_CONF);
//创建会议，会议号为1，时隙为1
ConnectConf(1,0,0,2,JOIN_CONF);//时隙2加入会议
ConnectConf(1,0,0,3,JOIN_CONF);//时隙3加入会议
（2）时隙交换
connect(HWA,tsa,HW_CONF,1);//将A的时隙与会议时隙1进行双向连接
connect(HWB,tsb,HW_CONF,2);//可参考《单片机与嵌入式系统应用》2002.7
connect(HWC,tsc，HW_CONF，3)；//或参考MT8980D数据手册
这样就组成了三方会议。还可以将会议母线为HW_CONF、时隙为5送到专用操作台，组成多方式或交母会议。注意，时隙必须是5。因为输出时隙比输入时隙延时一个帧又一个时隙。
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