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《DSP技术》听课笔记:26

系统控制:基于DSP的系统通常是主机通过从属的DSP来实施控制。从DSP的控制来说,主机有两个任务:1管理系统的初始化,下载代码,分配参数,将资源分配给每个DSP    2在正常模式下,主机通过监视每个DSP的表现来执行系统的功能。

1 在系统初始化时主机首先加载,然后再初始化DSP 为了在初始化和正常状态下监视和控制DSP,主要有一个机制来和每个DSP通信,DSP有一个和主机接口的外设HPI承担该通信的连接,允许主机读写DSP内部存储块。

2 主机还要能控制每个DSP的复位操作,这就允许主机初始化每个DSP的引导过程;

                       DSP的接口和应用软件

在网络电话系统中,DSP的基本作用是将语音数据在连续的数据流和分组数组流之间进行转换。这个过程附带功能还有:数据压缩 回声消除 减小网络分组时延

                      语音流的处理

语音流的数目主要是由信号处理算法的速度和相关的开销,以及处理器的速度来决定的,例如给定的压缩算法 回声消除以及开销处理需要20MIPS ,则一个100MIPS 的C5410就可以处理四个语音信道,还可以余下20MIPS用于其他的开销误差处理及进一步的扩展;

                         操作系统

处理多个数据流的系统,至关重要的是为数据服务的资源的调整与管理。SPECTRON/TI DSP BIOS 一类的实时操作系统最适合这种任务。它对任务管理分析和跟踪提供固件核,其开销很小;

                      信号算法处理

网络电话系统中DSP应用软件的主要任务是:压缩通过网络的数据以使用最小的带宽和得到最多的信道 强化语音质量 将连续数据流转换为分组数据或者反过来;

                         语音编码器

是通过压缩语音数据来提高系统的呼叫和信道密度。有多种语音编码器和语音编码的实现方法。其选择是压缩处理要求和结果的语音质量之间的折衷。

                           语音活动性检测

另外一种通常使用的带宽优化技术是语音活动性检测。它是基于输入信号的功率来决定信道当前是在传输语音还是静音。从语音的活动性出发,只有大约40%是在说话而余下的带宽被浪费了,因为并没有传输有用的信息。因此,当检测到话间不活动时或者说是静音时,就送出一个标志,当前的帧是静单,而不是真正的编码的波形。

                          回声消除

在声音网络里,回声是由信号的反射而引起的,最通常使用的回声消除技术是自适应滤波。比较这些算法的尺度是被消除的回声的大小和该算法所能消除的最长时延的回声

                           抖动

当信息在网络上传输时,网络的拥护可能引起数据包之间的不同的时延,这种延时的变化称谓抖动因为话音对时延很敏感,即便很小的抖动都可能打断交谈。正因为如此,语音传输历来不被拥护的无连接的数据网络所接受。

                             抖动缓存器

通常解决方案是建立一个缓存器,由话音的数据率来对缓存器的输出定时,数据的输入速率由网络的变化速度来决定;其代价是缓存器的建立引入了一定量的时延,其改变量,例如抖动缓存器的大小,必须由对网络信道检测的检测统计来决定根据网络当前的时延,过缓存或欠缓存的检测可以用来动态地重新配置这些参数。

                          任务分配

系统中每个DSP工作情况完全相同:

优点是每个DSP都装入相同的软件,同样的配置作内部连接。系统的控制者不需要区别不同的任务及不同的DSP。

缺点在于软件的大小,因为每个DSP都必须执行所有的系统功能,包括语音编码 语音解码 以及回声消除,所有的软件都必须装入存储器。如果片内存储器不能装入这些软件,就不是优化方案,因为需要片外的RAM,而访问片外RAM需要更多的时间。

在分布式系统中,不同的DSP对应于数据通道的不同任务。例如,可以将任务分配给回声消除DSP 和语音编码/解码DSP:

优点是一个处理器的软件,对每个信道都可以重复使用。然而,数据流的处理涉及到若干个DSP,数据就必须在它们之间传来传去,从而因为处理器之间的通信开销而带来额外时延。

                               网络接口

网络接口的任务是从DSP将打包的语音数据发送给网络诉物理层,从网络接收数据并分配给DSP。该过程的细节,取决于所使用的网络接口的类型。最常使用的两种网络是ATM和帧中继。

                                    ATM

ATM的结构适合于语音传输,因为它是使用很小的数据包使得时延小且易于预测,这对于语音传输是很重要的。基于小包的传输同样适合于语音的突发性。然而,对语音传输的优点就是数据传输的缺点,因为小的数据包所带来的是较大的开销。

                                  帧中继

它是另外一种广泛使用的传输语音和数据的网络交换技术。基础是X。25协议,但作了一些改善,使得性能更好 效 率更高,对于语音通信,帧中继和ATM的两个主要区别是数据格式和服务质量。ATM通信是基于很小的固定长度的包。在传输语音时,帧中继可使用长度可变的包。在传输语音时,帧中继系统往往将语音数据包分成小的,类似于ATM的包,从统计上说,小包通过减小网络的抖动和时延而提供更好的服务而且,掉包的可能也较小。

                                  主机接口总路线

多处理器网络电话要建立一个机制,使多个DSP可以共享公共的逻辑器件,如微处理器或AISC。用一个总路线通过一个总线管理器和一组相互理解的访问规则来提供这种共享的通信连接;每个DSP都连接到总线,并通过主机接口接到控制器。主机缓存和复用每个DSP的数据流,并提供到网络控制器的接口。它还可能格式化数据包或者加上头头信息,以便路由或误码控制。

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