CN101330326B - 用cpld实现音频数据光传输的数字电路及其方法 - Google Patents

用cpld实现音频数据光传输的数字电路及其方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种用CPLD实现音频数据光传输的数字电路及其方法，包括：语音到PCM2M的复用模块、NRZ码到CMI码的转换模块、CMI码到NRZ码的转换模块、帧定位模块；语音到PCM2M的复用模块是输入时钟信号CLOCK32M经16分频为clock2m并输出为CLOCK2MT，由此2m时钟产生pcm2m帧结构，把输入AUDIOIN音频信号根据时隙指示信号插入pcm2m帧中；NRZ码到CMI码的转换模块是pcm2m NRZ码转换为双极的CMI码输出上光；CMI码到NRZ码的转换模块是双极性的CMI码转换为pcm2m NRZ码，输出时钟信号CLOCK2MR；帧定位模块是检测pcm2m的帧头码，产生相应的时隙指示信号SLOTR，输出音频信号AUDIOOUT；仅用了一块PLD(可编程逻辑器件)省去了现有技术中的2个专用芯片，而达到的传输质量是一样的；而PLD的成本只是2个专用芯片的几十分之一。

Description

用CPLD实现音频数据光传输的数字电路及其方法
技术领域
本发明涉及一种音频数据传输，尤其涉及一种音频数据光传输的数字电路及其方法。
背景技术
现有技术中语音信号编码后经专用芯片合成PCM 2M电路信号，经传输后由专用芯片合成更高速率的电信号，再上光进行传输。
在该传输方法中，涉及到2个专用芯片。
第一块PM6341加拿大PMC公司
完成以下功能
1.NRZ到HDB3的编解码编码规则为：
(1)先把NRZ码变成AMI码，然后检查AMI码的连“0”串情况，当无3个以上连“0”码时，则这时的AMI码就是HDB 3码。
(2)当出现4个或4个以上连0码时，则将每4个连“0”小段的第4个“0”变换成“非0”码。这个由“0”码改变来的“非0”码称为破坏符号，用符号V表示，而原来的二进制码元序列中所有的“l”码称为信码，用符号B表示。当信码序列中加入破坏符号以后，信码B与破坏符号V的正负必须满足如下两个条件：
①B码和V码各自都应始终保持极性交替变化的规律，以便确保编好的码中没有直流成分；
②V码必须与前一个码(信码B)同极性，以便和正常的AMI码区分开来。如果这个条件得不到满足，那么应该在四个连“0”码的第一个“0”码位置上加一个与V码同极性的补信码，用符号B′表示，并做调整，使B码和B′码合起来保持条件①中信码(含B及B′)极性交替变换的规律。
例如：
(a)
NRZ代码：0 1 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 0 1 0 1
(b)
AMI码：0 +1 0 0 0 0 -1 +1 0 0 0 0 0 -1 0 +1
(c)
加V：0 +1 0 0 0 V+ -1 +1 0 0 0 V- 0 -1 0 +1
(d)
加B’并调整B及B′极性：
0 +1 0 0 0 V+ -1 +1 B′_ 0 0 V- 0 +1 0 -1
(e)
HDB 3：0 +1 0 0 0 +1 -1 +1 -1 0 0 -1 0 +1 0 -1
2.PCM帧结构(32时隙)的产生，如下表所示(具体描述请参见CCITT蓝皮书卷III.4 G.704建议)
Figure GSB00000453860400021
第二块RC7017北京润光公司
提供两路PCML高速接口，内置光线路时钟和数据恢复电路(CDR)。
如何将应用CPLD技术实现音频的光传输是技术人员要解决的问题。
发明内容
本发明需要解决的技术问题是提供了一种用CPLD实现音频数据光传输的数字电路，旨在解决上述的问题；
本发明还提供上述数字电路的传输方法。
为了解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：
本发明的数字电路包括：语音到PCM2M的复用(audiotopcm)模块、NRZ码到CMI码的转换(nrztocmi)模块、CMI码到NRZ码的转换(cmitonrz)模块、帧定位(align)模块；所述的语音到PCM2M的复用模块是通过下述步骤实现的：输入时钟信号CLOCK32M经16分频为clock2m并输出为CLOCK2MT，由此clock2m时钟产生pcm2m帧结构，把输入AUDIOIN音频信号根据时隙指示信号插入pcm2m帧中；所述的NRZ码到CMI码的转换模块是通过下述步骤实现的：pcm2m NRZ码转换为双极的CMI(CMIPOUT，CMINOUT)码输出上光；所述的CMI码到NRZ码的转换模块是通过下述步骤实现的：双极性的CMI(CMIPIN，CMININ)码转换为pcm2mNRZ码，输出时钟信号CLOCK2MR；所述的帧定位模块是通过下述步骤实现的：检测pcm2m的帧头码，产生相应的时隙指示信号SLOTR，输出音频信号AUDIOOUT。
本发明的传输方法是通过以下步骤实现的：
语音信号经编码后进CPLD；
CPLD产生PCM帧，把语音信号编码插入相应的时隙内；
PCM帧再进行CMI编码上光。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：仅用了一块CPLD(可编程逻辑器件)省去了现有技术中的2个专用芯片，而达到的传输质量是一样的；而CPLD的成本只是2个专用芯片的几十分之一。
附图说明
图1是本发明的模块图；
图2是本发明中NRZ和CMI的转换规则图；
具体实施方式
下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细描述：
由图1可见：本发明的数字电路包括：语音到PCM2M的复用(audiotopcm)模块、NRZ码到CMI码的转换(nrztocmi)模块、CMI码到NRZ码的转换(cmitonrz)模块、帧定位(align)模块；所述的语音到PCM2M的复用模块是通过下述步骤实现的：输入时钟信号CLOCK32M经16分频为clock2m并输出为CLOCK2MT，由此clock2m时钟产生pcm2m帧结构，把输入AUDIOIN音频信号根据时隙指示信号插pcm2m帧中；所述的NRZ码到CMI码的转换模块是通过下述步骤实现的：pcm2m NRZ码转换为双极的CMI(CMIPOUT，CMINOUT)码输出上光；所述的CMI码到NRZ码的转换模块是通过下述步骤实现的：双极性的CMI(CMIPIN，CMININ)码转换为pcm2m NRZ码，输出时钟信号CLOCK2MR；所述的帧定位模块是通过下述步骤实现的：检测pcm2m的帧头码，产生相应的时隙指示信号SLOTR，输出音频信号AUDIOOUT。
本发明的传输方法是通过以下步骤实现的：
语音信号经编码后进CPLD；
CPLD产生PCM帧，把语音信号编码插入相应的时隙内；
PCM帧再进行CMI编码上光。
本发明中模块语音到PCM2M的复用完成以下功能
1)输入时钟信号CLOCK32M经16分频为clock2m并输出为CLOCK2MT；
2)由此2m时钟产生pcm2m帧结构(具体描述请参见CCITT蓝皮书卷III.4G.704建议)，和相应的时隙指示信号SLOTT。如下表所示：
Figure GSB00000453860400051
3)把输入AUDIOIN音频信号根据时隙指示信号插入pcm2m帧中。
根据时隙指示信号在哪个时隙上面(表中为29时隙)就把音频数据插入其中；
模块NRZ码到CMI码的转换完成以下功能
pcm2m NRZ码转换为双极的CMI(CMIPOUT，CMINOUT)码输出上光。
模块CMI码到NRZ码的转换完成以下功能
1)双极性的CMI(CMIPIN，CMININ)码转换为pcm2m NRZ码；
2)输出时钟信号CLOCK2MR；
NRZ和CMI的转换规则如图2所示。
CMI码是传号反转码的简称，其编码规则为：“1”码交替用“00”和“11”表示；“0”码用“01”表示，图3给出其编码的例子。CMI码的优点是没有直流分量，且有频繁出现波形跳变，便于定时信息提取，具有误码监测能力。
由于CMI码具有上述优点，再加上编、译码电路简单，容易实现，因此，在高次群脉冲编码调制终端设备中广泛用作接口码型，在速率低于8448kb/s的光纤数字传输系统中也被建议作为线路传输码型。
模块帧定位完成以下功能
1)检测pcm2m的帧头码，(请参见CCITT蓝皮书卷III.4G.704建议)产生相应的时隙指示信号SLOTR。
2)输出音频信号AUDIOOUT。

Claims (2)

1.一种用CPLD实现音频数据光传输的数字电路，其特征在于包括：语音到PCM2M的复用模块、NRZ码到CMI码的转换模块、CMI码到NRZ码的转换模块、帧定位模块；所述的语音到PCM2M的复用模块是通过下述步骤实现的：输入时钟信号CLOCK32M经16分频为clock2m并输出为CLOCK2MT，由此clock2m时钟产生pcm2m帧结构，把输入AUDIOIN音频信号根据时隙指示信号插入pcm2m帧中；所述的NRZ码到CMI码的转换模块是通过下述步骤实现的：pcm2m NRZ码转换为双极的CMI码输出上光；所述的CMI码到NRZ码的转换模块是通过下述步骤实现的：双极性的CMI码转换为pcm2m NRZ码，输出时钟信号CLOCK2MR；所述的帧定位模块是通过下述步骤实现的：检测pcm2m的帧头码，产生相应的时隙指示信号SLOTR，输出音频信号AUDIOOUT。
2.一种采用权利要求1数字电路的CPLD实现音频数据光传输方法，是通过以下步骤实现的：
语音信号经编码后进CPLD；
CPLD产生PCM帧，把语音信号编码插入相应的时隙内；
PCM帧再进行CMI编码上光。
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