CN102685609A

CN102685609A - 一种多协议软核数字对讲机

Info

Publication number: CN102685609A
Application number: CN2011102898843A
Authority: CN
Inventors: 朱良学; 张小平; 曾小年; 韩国林; 田伟; 廖魁; 法峰; 王晶; 杨红有; 王立莹
Original assignee: 朱良学
Current assignee: Anhui Taiyi Communication Technology Co., Ltd.
Priority date: 2011-09-28
Filing date: 2011-09-28
Publication date: 2012-09-19

Abstract

本发明公开了一种多协议软核数字对讲机，本发明所公开的数字对讲机核心协议部分采用全软件实现，协议的种类和内容可以通过专用的通信接口升级，通信协议的改变是通过改变程序存储器的页面地址来实现的。本发明所公开的对讲机，除调制解调、射频信号调理，模拟语音及模数数模转换以外的全部协议流程均由软件依据各种标准独立实现，每个协议标准的操作程序，被存储在不同的存储器页面中，通过页面的切换的方法，实现对多种协议标准的支持，而且所有软件可通过专用通信接口升级。

Description

一种多协议软核数字对讲机

技术领域

本发明属于无线通信技术领域，具体涉及一种多协议软核数字对讲机。

背景技术

数字对讲机标准众多，且互不兼容，不同协议标准下的对讲机是不能进行相互通信的，尤其是许多标准还在发展完善之中，所以，设计一种能兼容众多标准，并能不断升级完善的数字对讲机是非常有意义的。

需要特别说明的是，语音压缩和解压缩是数字对讲机的核心技术之一，在很多的对讲机协议中都没有规定语音压缩的标准，这就意味着，即使对讲机上层协议相同，采用了不同的语音压缩标准的数字对讲机依然无法互通。如果在对讲机中使用多种标准的语音压缩芯片，不仅体积很大，接口的设计也是一件非常困难的工作。

发明内容

本发明所公开的多协议软核数字对讲机包括：操作显示单元、多路供电单元、综合通信接口、音频子系统、宽带多模式射频前端、主控制器、协议标准存储器和协议标准处理器。

操作显示单元为人机界面，包括操作键盘、显示屏和指示灯等。用户可通过操作键盘控制对讲机的工作状态，设置工作参数，如工作模式、频段和需要执行的通信标准等。显示屏和指示灯用来指示工作状态、工作参数和操作过程等。

多路供电单元，负责对整机的各个部分供电，根据需求，部分电源是分别可控的。

综合通信接口，用于参数设置和软件升级等。

音频子系统，主要负责发射状态的音频信号采集、滤波、放大、模数转换，接收状态的数模转换、滤波、放大、扬声器播放等。

宽带多模式射频前端，包括调制解调和射频信号调理两大部分。为了兼容众多的协议标准，它被设计成：第一，支持多种调制解调方式；第二，支持多种调制解调速率和通带宽度；第三、覆盖足够宽的频率范围。工作时，主控制器根据所设定的射频协议标准设置射频前端，选择符合标准的调制解调方式、速率、带宽和工作频率。

主控制器、协议标准存储器和协议标准处理器则是本发明的核心部分。

主控制器和协议标准处理器实质上是两个性能不同的CPU，也就是说，本发明所描述的对讲机是分离的双核结构。

主控制器是一个低速低功耗的CPU，内部集成存储器，程序可通过接口在线升级。主控制器负责系统的管理和控制，除了显示、操作和接口外，射频前端的控制和信息收发也由主控制器完成。

协议标准处理器是一个高速高性能CPU，便于完成协议栈的高度复杂的计算。它负责处理从语音压缩和解压缩一直到信道编解码的全部工作。也就是说，每一种协议标准所涉及的基带处理工作都由它来完成。它的处理程序都存放在协议标准存储器中，每个标准所涉及的全部程序占用一个存储页面。在加电后通过一个启动加载流程(Bootloader)调用到协议标准处理器的内部存储器中运行。

协议标准存储器实际上是协议标准处理器的外部存储器，为了支持多个独立的协议标准(程序)，该存储器被分割成足够大的页面，用来存储不同的标准(程序)。它的地址总线被分成两部分，一部分是页内地址，另一部分是页面地址。页内地址连接到协议标准存储器，页面地址连接到主控制器。要切换不同的标准，主控制器只需改变页面地址，然后再控制供电单元，使协议标准存储器重新启动一下，由于页面地址变化了，协议标准处理器所重载的协议标准(程序)也就发生变化了，也就是按照新的协议标准程序运行了。

这种结构和操作设计远比将各种标准混合在一起设计来得简单高效。

协议标准存储器中的软件升级过程也是通过页面切换来实现的。在每个协议标准程序中都设计有软件升级模块，在主控制器和协议标准处理器之间有专门的通信线路，这个通信线路在运行时是用来交换通信数据包的。在升级程序时，用来传递升级程序包，对不同的页面升级，也是有主控制器控制页面地址来实现的。主控制器程序的升级可通过通信接口直接完成。

本发明的有益效果在于：本发明所公开的对讲机，除调制解调、射频信号调理，模拟语音及模数数模转换以外的全部协议流程均由软件依据各种标准独立实现，每个协议标准的操作程序，被存储在不同的存储器页面中，通过页面的切换的方法，实现对多种协议标准的支持，而且所有软件可通过专用通信接口升级。

附图说明

图1是本发明的系统框图。

具体实施方式

参照图1，本发明所描述的多协议软核数字对讲机包括：操作显示单元、多路供电单元、综合通信接口、音频子系统、宽带多模式射频前端、主控制器、协议标准存储器和协议标准处理器。

首先用户通过综合通信接口或者控制键盘设置对讲机的工作模式、使用标准，工作频率等相关参数。这些参数被存储在主控制器内的非易失存储器器中，掉电不丢失，重新开机后会按照设定参数工作。对讲机在工作时首先读取这些设置参数，根据设定选择宽带多模式射频前端的控制参数并进行初始化。然后根据设置参数选择协议标准存储器的页面地址。完成外围电路的初始化，使宽带多模式射频前端进入工作状态。

以下分别说明收发两种状态的工作流程：

接收状态：宽带多模式射频前端初始化后，按照所设定的射频协议标准检测信道，接收符合协议的数据包，当接收到符合协议的数据包后，将数据包传给主控制器，主控制检测到有数据包进入后，迅速启动协议标准处理器，协议标准处理器从事先设定的地址页面中读取协议处理程序，开始处理工作，将接收的数据包按照协议规范要求解包，如果是信令等控制包，就按照信令要求工作。如果是数据，就按照数据标准解包，并通过综合接口传出。如果是压缩语音就直接进行语音解压缩处理，产生数字语音编码，传递给音频子系统。音频子系统中的数模转换电路，将语音的数字编码转换成模拟音频，再经功放推动扬声器播放出来。

发射过程：当主控制器检测的发射指令后，启动协议标准处理器，协议标准处理器从事先设定的地址页面中读取协议处理程序，开始处理工作。主控制器将发射的指令通过它们之间的接口传递给协议处理器。如果是信令等控制数据，协议处理器就按照相应的标准，打包数据，并通过主控制传给宽带多模式射频前端，宽带多模式射频前端发射出去。如果是数据，就按照数据标准打包，并通过主控制传给宽带多模式射频前端，宽带多模式射频前端发射出去。如果要发射音频信号，协议处理器就控制音频子系统采集麦克风信号，音频子系统将采集的音频信号调理放大，然后进行数字编码并传给协议处理器，协议处理器将语音的数字编码进行压缩处理，产生符合指定标准的压缩语音数据并按照射频协议标准打包，最后传递给主控制器，由主控制控制宽带多模式射频前端发射出去。

Claims

1.一种多协议软核数字对讲机，主要包括，主控制器、协议标准存储器和协议标准处理器，其特征在于：主控制器是一个低速低功耗的CPU，内部集成存储器，程序可通过接口在线升级；协议标准处理器是一个高速高性能CPU，便于完成协议栈的高度复杂的计算，它负责处理从语音压缩和解压缩一直到信道编解码的全部工作，也就是说，每一种协议标准所涉及的基带处理工作都由它来完成，它的处理程序都存放在协议标准存储器中，每个标准所涉及的全部程序占用一个存储页面，在加电后通过一个启动加载流程调用到协议标准处理器的内部存储器中运行；协议标准存储器实际上是协议标准处理器的外部存储器，为了支持多个独立的协议标准，该存储器被分割成足够大的页面，用来存储不同的标准，它的地址总线被分成两部分，一部分是页内地址，另一部分是页面地址。

2.依据权利要求1所述的多协议软核数字对讲机，其特征在于：主控制器负责系统的管理和控制，除了显示、操作和接口外，射频前端的控制和信息收发也由主控制器完成。

3.依据权利要求1所述的多协议软核数字对讲机，其特征在于：页内地址连接到协议标准存储器，页面地址连接到主控制器，要切换不同的标准，主控制器只需改变页面地址，然后再控制供电单元，使协议标准存储器重新启动一下，由于页面地址变化了，协议标准处理器所重载的协议标准也就发生变化了，也就是按照新的协议标准程序运行了。

4.依据权利要求1或3所述的多协议软核数字对讲机，其特征在于：协议标准存储器中的软件升级过程也是通过页面切换来实现的，在每个协议标准程序中都设计有软件升级模块，在主控制器和协议标准处理器之间有专门的通信线路，这个通信线路在运行时是用来交换通信数据包的，在升级程序时，用来传递升级程序包，对不同的页面升级，也是有主控制器控制页面地址来实现的。

5.依据权利要求1或2所述的多协议软核数字对讲机，其特征在于：主控制器程序的升级可通过通信接口直接完成。