李建南

摘要 介紹一種數(shù)字程控交換機語音播放系統(tǒng)的實現(xiàn)方案。該方案利用FPGA實現(xiàn)一種靈活的語音播放電路，可適應(yīng)可變長度、可變時隙的語音播放要求。

[關(guān)鍵詞]數(shù)字程控交換機 時隙 FLASH FPGA

1 引言

信號音產(chǎn)生電路是數(shù)字程控交換機不可缺少的部件，在電話接續(xù)過程中起重要的作用。

信號音包括撥號音、忙音、回鈴音、空號音和各種提示語音等。撥號音、忙音、回鈴音、空號音的頻率為450Hz，音調(diào)符合電信標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的要求。但是，提示語音的內(nèi)容和時長并無規(guī)定要求，不同的應(yīng)用場合有不同的要求，故需要設(shè)計一款靈活的信號音產(chǎn)生器，滿足各種語音提示音要求。

2 信號音產(chǎn)生原理

信號音發(fā)生電路原理框圖如圖1。

存儲器中存儲32段PCM編碼的數(shù)字信號音，每段數(shù)字音存儲長度相等，分別存放接續(xù)信號音、提示音等，依次對應(yīng)為O～31時隙信號音。

時隙計數(shù)器對位時鐘（ 2MHz）進行計數(shù)，產(chǎn)生時隙地址，作為存儲器的段地址（高5位）;幀計數(shù)器對幀同步信號（8KHz）進行計數(shù)，產(chǎn)生每段數(shù)字音的字節(jié)地址（低位地址）。

當(dāng)時隙計數(shù)器計數(shù)到時隙n時，輸出地址n，作為存儲器的段地址，選中第n段數(shù)字音;幀計數(shù)器計數(shù)至k幀.輸出地址k，作為存儲器的數(shù)字音的字節(jié)地址。此時，存儲器輸出n時隙k字節(jié)的并行數(shù)據(jù)，送至并串轉(zhuǎn)換電路，轉(zhuǎn)換為串行PCM碼流，經(jīng)D/A解碼器，將數(shù)字音轉(zhuǎn)換為模擬信號音。

當(dāng)幀計數(shù)器溢出時，即每段數(shù)字音播放完畢，數(shù)字音將重新開始播放，如此不斷循環(huán)。

3 改進的信號音播放系統(tǒng)

上面描述的信號音產(chǎn)生電路存在信號音時隙和長度不可改變的缺陷，應(yīng)用范圍受到限制，對于系統(tǒng)要求多種語音提示音且不等長的情況就無能為力了。

為適應(yīng)信號音可變長度、可變時隙的應(yīng)用情況，對播放系統(tǒng)進行改進。改進的信號音產(chǎn)生原理框圖如圖2所示。

存儲器中存儲若干段PCM編碼的數(shù)字信號音，每段數(shù)字音存儲長度可以不相等，分別存放接續(xù)信號音、語音提示音等。

增加2組雙口RAM，一組為信號音地址，一組為信號音長度。每個時隙配置一個幀計數(shù)器，適應(yīng)不同信號音不同長度的要求。

系統(tǒng)需要播放信號音時，CPU將需播放的信號音的起始地址和長度分別寫入對應(yīng)時隙的信號音地址寄存器和長度寄存器。

當(dāng)時隙計數(shù)器計數(shù)到時隙n時，輸出時隙n，作為地址存儲器和長度存儲器的地址，獲取n時隙數(shù)字音的起始地址和長度。地址寄存器輸出的值m作為信號音存儲器的高位地址，指向第m塊數(shù)字音的起始地址。n時隙時，第n個幀計數(shù)器輸出幀計數(shù)值k，作為數(shù)字音存儲器的字節(jié)地址（低位地址）。此時，數(shù)字音存儲器輸出第m段數(shù)字音的第k個字節(jié)。

當(dāng)k值大于對應(yīng)的長度值時，幀計數(shù)器n清零（其它時隙的幀計數(shù)器繼續(xù)計數(shù)），數(shù)字音開始重復(fù)播放。

圖3中FPGA采用XC6SLX9，共有9125個Logic Cell， 576Kb Block RAM Blocks， 200User I/O。

CPU接口、數(shù)字音產(chǎn)生器、時隙插入器時鐘發(fā)生器由FPGA實現(xiàn)。FLASH存儲器中燒錄了若干段信號音、語音提示音，片選、地址信號由FPGA控制，數(shù)據(jù)輸入至FPGA，轉(zhuǎn)換為PCM串行數(shù)據(jù)。

來自交換網(wǎng)的話音信號輸入FPGA，通過軟件控制話音、信號音選擇器輸出信號音，實現(xiàn)插入提示音的功能。當(dāng)然，也可以將信號音送至交換網(wǎng)，通過交換網(wǎng)實現(xiàn)播放信號音。

4 結(jié)語

基于FPGA的信號音播放系統(tǒng)，可以在不改變硬件電路的情況下，實現(xiàn)不限長度、不限數(shù)量的數(shù)字音播放，具有靈活應(yīng)用能力。同時，信號音的時隙可通過軟件設(shè)定，可方便插入指定時隙，能有效減少交換網(wǎng)的規(guī)模，降低硬件成本。

參考文獻

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