CN105743872A - 一种数据传输系统及pcm通信协议的自动调整方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种数据传输系统及PCM通信协议的自动调整方法。数据传输系统包括第一端点、第二端点、包含同步信号线的PCM总线以及同步频率控制器。第一端点设置为PCM主端点，PCM主端点用于输出基准频率信号和同步频率切换控制信号，同步频率控制器接收PCM主端点输出的基准频率信号与同步频率切换控制信号，根据PCM主端点输出的同步频率切换控制信号的不同状态输出不同频率的总线同步信号，并接至PCM总线中的同步信号线，第二端点设置为PCM从端点，其根据PCM总线中的同步信号线传输的总线同步信号的不同频率对应处于不同的编解码模式。通过上述方式，本发明能够提高PCM从端点的响应速度及协商同步性。

Description

一种数据传输系统及PCM通信协议的自动调整方法

技术领域

本发明涉及通信技术领域，特别是涉及一种数据传输系统及PCM通信协议的自动调整方法。

背景技术

在音频流(即语音)的传输过程中，在最容易受干扰的环节，或者是两个单板之间或者单板两个不同的芯片之间常采用数字信号的传输方式。PCM(PulseCodeModulation，脉冲编码调制)传输因其抗干扰能力强，兼容设备多等优点而被采用得最多。目前，随着人们对通信领域的语音质量的要求日益提高，宽频(WideBand，WB)的音频传输也通常采用PCM传输。

请参阅图1，图1是现有技术的数据传输系统的结构示意图。如图1所示，图中的第一端点EP1与第二端点EP2之间的音频信号的传输便使用PCM传输。假设第一端点EP1为PCM主端点，第二端点EP2为PCM从端点，两者通过PCM总线进行音频信号的传输。具体原理如下：

第一端点EP1与第二端点EP2在传输时，通常根据当前的外围信号的状况手动操作来约定一种传输模式，即约定PCM总线传输的音频信号是以宽频(WideBand，WB)模式传输还是以窄频(NarrowBand，NB)模式传输，具体是预定PCM总线传输的信号的频率。约定好的传输模式中途不再更改，直到本次传输周期结束。

但是，在实际使用中，受客观条件的影响，第一端点EP1与第二端点EP2的外围信号通常会发生WB与NB的切换。比如第一端点EP1和第二端点EP2为数字端的设备，并且其中一个端点是无线终端，外围是无线网络时，受终端使用过程网络状态的变化，在传输周期期间，该端点与网络之间可能存在NB与WB的变化，即重协商过程。第一端点EP1和第二端点EP2之间的PCM总线的传输格式需要跟随着变化，以使得第二端点EP2能适应外围信号的变化。但是，使用现有技术的方案由于在传输周期期间，第一端点EP1与第二端点EP2之间约定好的PCM总线的传输格式中途不再更改，因此，现有技术的方案中，PCM从端点，即第二端点EP2的编解码不能及时根据外围信号的变化而变化，降低了响应速度。进一步的，现有技术的手动操作约定传输模式的方式容易导致协商不同步。

发明内容

本发明主要解决的技术问题是提供一种数据传输系统及PCM通信协议的自动调整方法，能够提高响应速度，并且提高协商同步性。

第一方面提供一种数据传输系统，包括：第一端点；第二端点；PCM总线，其包含同步信号线；以及同步频率控制器；其中，第一端点与第二端点通过PCM总线进行数据通讯，第一端点设置为PCM主端点，PCM主端点用于输出基准频率信号和同步频率切换控制信号；同步频率控制器接收PCM主端点输出的基准频率信号与同步频率切换控制信号，根据PCM主端点输出的同步频率切换控制信号的不同状态输出不同频率的总线同步信号，并接至PCM总线中的同步信号线；第二端点设置为PCM从端点，其根据PCM总线中的同步信号线传输的总线同步信号的不同频率对应处于不同的编解码模式。

在第一方面的第一种可能的实现方式中，PCM主端点根据外围信号状况主动设定不同的同步频率切换控制信号的状态，以切换总线同步信号至不同频率。

在第一方面的第二种可能的实现方式中，同步频率控制器在同步频率切换控制信号为第一状态时，输出基准频率信号的二分频信号作为总线同步信号；在同步频率切换控制信号为第二状态时，输出与基准频率信号同频率的信号作为总线同步信号。

结合第一方面的第二种可能的实现方式，在第三种可能的实现方式中，同步频率控制器包括带预设功能的边缘触发D触发器、缓冲器和双输入与门，其中：D触发器的反相输出端接输入D端，以接成T触发器，D触发器的时钟端接PCM主端点输出的基准频率信号，D触发器的预设端接PCM主端点输出的同步频率切换控制信号，D触发器的输出接双输入与门的第一输入端；PCM主端点输出的基准频率信号同时接至缓冲器的输入端，缓冲器的输出端接双输入与门的第二输入端，双输入与门输出为同步频率控制器的输出；其中，PCM主端点输出的同步频率切换控制信号为低电平时，D触发器输出的信号一直为高电平，双输入与门输出与基准频率信号同频的信号作为总线同步信号。

结合第一方面的第三种可能的实现方式，在第四种可能的实现方式中，PCM主端点输出的同步频率切换控制信号为高电平时，D触发器输出的信号为频率为基准频率信号的1/2的50％占空比方波信号，经与双输入门将其与基准频率信号做逻辑与运算后得到基准频率信号的二分频信号作为总线同步信号。

结合第一方面至第一方面的第四种可能的实现方式中，在第五种可能的实现方式中，基准频率信号的频率为16KHZ，总线同步信号为16kHz或8kHz。

结合第一方面的第五种可能的实现方式，在第六种可能的实现方式中，若总线同步信号为16kHz，PCM从端点以宽带的方式进行编解码；若总线同步信号为8kHz，PCM从端点以窄带的方式进行编解码。

第二方面提供一种PCM通信协议的自动调整方法，方法包括以下步骤：PCM主端点根据外围信号状况决定总线同步信号的频率；当外围信号发生变化时，通过PCM主端点控制改变总线同步信号的频率；PCM从端点根据总线同步信号的频率直接自动改变为相应的编解码模式。

在第二方面的第一种可能的实现方式中，将通过PCM主端点控制改变总线同步信号的频率的步骤进一步包括：将总线同步信号的频率由基准频率信号的频率改为基准频率信号的二分之一频率或将总线同步信号的频率由基准频率信号的二分之一频率改为基准频率信号的频率。

结合第二方面的第一种可能的实现方式，在第二种可能的实现方式中，基准频率信号的频率为16kHz。

结合第二方面的第一种可能的实现方式，在第三种可能的实现方式中，若总线同步信号为16kHz，PCM从端点以宽带的方式进行编解码；若总线同步信号为8kHz，PCM从端点以窄带的方式进行编解码。

本发明的有益效果是：区别于现有技术的情况，本发明的数据传输系统增加了同步频率控制器来根据PCM主端点输出的同步频率切换控制信号的不同状态输出不同频率的总线同步信号，并接至PCM总线中的同步信号线，并且PCM从端点根据PCM总线中的同步信号线传输的总线同步信号的不同频率对应处于不同的编解码模式。使得可根据不用状态的同步频率切换控制信号传输不同频率的总线同步信号，PCM从端点可以自动适应PCM总线中的总线同步信号的变化，并选择合适的编解码模式，提高了响应速度，并且提高了协商同步性。

附图说明

图1是本发明的现有技术的数据传输系统的结构示意图；

图2是本发明实施例提供的一种数据传输系统的结构示意图；

图3是是图2所示的数据传输系统中的同步频率控制器的电路结构示意图；

图4是当外围信号为WB信号时的波形图；

图5是当外围信号为NB信号时的波形图；

图6是本发明实施例提供的一种PCM通信协议的自动调整方法的流程图。

具体实施方式

请参阅图2，图2是本发明实施例提供的一种数据传输系统的结构示意图。如图2所示，本发明的数据传输系统20包括第一端点21、第二端点22、PCM总线23以及同步频率控制器24。

其中，第一端点21与第二端点22通过PCM总线23进行数据通讯。PCM总线23包含同步信号线231。本实施例中，第一端点21设置为PCM主端点211，PCM主端点211用于输出基准频率信号和同步频率切换控制信号。

同步频率控制器24接收PCM主端点211输出的基准频率信号与同步频率切换控制信号，根据PCM主端点211输出的同步频率切换控制信号的不同状态输出不同频率的总线同步信号，并接至PCM总线23中的同步信号线231。

第二端点22设置为PCM从端点221，其根据PCM总线23中的同步信号线231传输的总线同步信号的不同频率对应处于不同的编解码模式。

因此，本实施例中，同步信号线231根据不同状态的同步频率切换控制信号传输不同频率的总线同步信号，PCM从端点221可以自动适应同步信号线231中的总线同步信号的变化，能及时选择合适的编解码模式，提高了响应速度，并且提高了协商同步性。

可选的，PCM主端点211根据外围信号状况主动设定不同的同步频率切换控制信号的状态，以切换总线同步信号至不同频率。例如，预设外围信号为NB信号时，PCM主端点211设定同步频率切换控制信号为第一状态，预设外围信号为WB信号时，PCM主端点211设定同步频率切换控制信号为第二状态。

同步频率控制器24在同步频率切换控制信号为第一状态时，输出基准频率信号的二分频信号作为总线同步信号。在同步频率切换控制信号为第二状态时，输出与基准频率信号同频率的信号作为总线同步信号。

具体而言，请参阅图3，图3是图2所示的数据传输系统中的同步频率控制器的电路结构示意图。如图3所示，同步频率控制器24包括带预设功能的边缘触发D触发器241、缓冲器242和双输入与门243。

其中，D触发器241的反相输出端Q＇接输入D端，以接成T触发器，D触发器241的时钟端CLK接PCM主端点211输出的基准频率信号，D触发器241的预设端PRE接PCM主端点211输出的同步频率切换控制信号，D触发器241的输出端Q接双输入与门243的第一输入端。其中，PCM主端点211输出的基准频率信号同时接至缓冲器242的输入端，缓冲器242的输出端接双输入与门243的第二输入端，缓冲器242用于将输入的基准频率信号进行预设时间的延时，使得双输入与门243的第一输入端和第二输入端的信号的延时相等。双输入与门243输出为同步频率控制器24的输出，即输出总线同步信号。

可以理解的是，为了检测双输入与门243输出的总线同步信号，本实施例还将双输入与门243输出的总线同步信号接入示波器(图未示)中。同时，进一步将PCM主端点211输出的基准频率信号接入示波器中，以便与总线同步信号进行比较。

本实施例中，基准频率信号的频率优选为16KHZ，总线同步信号为16kHz或8kHz。若总线同步信号为16kHz，PCM从端点221以宽带的方式进行编解码；若总线同步信号为8kHz，PCM从端点221以窄带的方式进行编解码。即若总线同步信号为与基准频率信号同频的信号，PCM从端点221以宽带的方式进行编解码，若总线同步信号为基准频率信号的二分频信号，PCM从端点221以窄带的方式进行编解码。

以下将介绍数据传输系统20的工作原理：

本实施例中，D触发器241的时钟端CLK为上升沿触发，预设当外围信号为NB信号时，PCM主端点211设定同步频率切换信号为高电平，当外围信号为WB信号时，PCM主端点211设定同步频率切换信号为低电平。如前文所述，即第一状态的同步频率切换信号为高电平，第二状态的同步频率切换信号为低电平。

请一起参阅图4，图4是当外围信号为WB信号时的波形图。当外围信号为WB信号时，主端点211输出的同步频率切换控制信号为低电平，D触发器241的时钟端CLK未被触发，D触发器241的输出端Q输出的信号一直为高电平，双输入与门243的第一输入端接收该高电平的信号，第二输入端接收经过缓冲器242延时的基准频率信号，经过与运算后，双输入与门243的输出端输出与基准频率信号同频的信号作为总线同步信号。PCM从端221接收到与基准频率信号同频的信号后，以宽带的方式进行编解码。

请一起参阅图5，图5是当外围信号为NB信号时的波形图。当外围信号为NB信号时，PCM主端点211输出的同步频率切换控制信号为高电平，D触发器241的时钟端CLK被触发，D触发器241的输出端Q输出的信号为频率为基准频率信号的1/2的50％占空比方波信号。双输入与门243的第一输入端接收该方波信号，第二输入端接收经过缓冲器242延时的基准频率信号，经过与运算后，双输入与门243的输出端输出基准频率信号的二分频信号作为总线同步信号。PCM从端221接收到基准频率信号的二分频信号后，以窄带的方式进行编解码。

因此，当外围信号的状况改变时，可改变同步信号线传输的总线同步信号的频率，PCM从端221可自动适应总线同步信号的改变，并及时选择合适的编解码模式。提高了响应速度，并且提高了协商同步性。

本发明还基于前文所述的数据传输系统提供一种PCM通信协议的自动调整方法，具体请参阅图6，图6是本发明实施例提供的一种PCM通信协议的自动调整方法的流程图。如图6所示，该方法包括以下步骤：

步骤S1：PCM主端点根据外围信号状况决定总线同步信号的频率。

本步骤中，PCM主端点根据外围信号状况设定同步频率切换控制信号的状态来决定总线同步信号的频率。

步骤S2：当外围信号发生变化时，通过PCM主端点控制改变总线同步信号的频率。

本步骤中，具体而言，当外围信号状况发生变化时，将总线同步信号的频率由基准频率信号的频率改为基准频率信号的二分之一频率或将总线同步信号的频率由基准频率信号的二分之一频率改为基准频率信号的频率。具体过程如前文所述，在此不再赘述。

其中，基准频率信号的频率优选为16kHz，总线同步信号为16kHz或8kHz。

步骤S3：PCM从端点根据总线同步信号的频率直接自动改变为相应的编解码模式。

本步骤具体为：若总线同步信号为16kHz，PCM从端点221以宽带的方式进行编解码；若总线同步信号为8kHz，PCM从端点221以窄带的方式进行编解码。

综上所述，本发明增加了同步频率控制器来根据外围信号的状况改变输出不同频率的总线同步信号，并接至PCM总线中的同步信号线，并且PCM从端点221根据PCM总线中的同步信号线传输的总线同步信号的不同频率对应处于不同的编解码模式。使得可根据不同外围信号的状况传输不同频率的总线同步信号，PCM从端点221可以自动适应PCM总线中的总线同步信号的变化，并选择合适的编解码模式，提高了响应速度，并且提高了协商同步性。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (11)

1.一种数据传输系统，其特征在于，包括：

第一端点；

第二端点；

PCM总线，其包含同步信号线；以及

同步频率控制器；

其中，所述第一端点与所述第二端点通过所述PCM总线进行数据通讯，所述第一端点设置为PCM主端点，所述PCM主端点用于输出基准频率信号和同步频率切换控制信号；

所述同步频率控制器接收所述PCM主端点输出的所述基准频率信号与所述同步频率切换控制信号，根据所述PCM主端点输出的所述同步频率切换控制信号的不同状态输出不同频率的总线同步信号，并接至所述PCM总线中的同步信号线；

所述第二端点设置为PCM从端点，其根据所述PCM总线中的所述同步信号线传输的所述总线同步信号的不同频率对应处于不同的编解码模式。

2.根据权利要求1所述的数据传输系统，其特征在于，所述PCM主端点根据外围信号状况主动设定不同的同步频率切换控制信号的状态，以切换所述总线同步信号至不同频率。

3.根据权利要求1所述的数据传输系统，其特征在于，所述同步频率控制器在所述同步频率切换控制信号为第一状态时，输出基准频率信号的二分频信号作为总线同步信号；

在所述同步频率切换控制信号为第二状态时，输出与所述基准频率信号同频率的信号作为总线同步信号。

4.根据权利要求3所述的数据传输系统，其特征在于，所述同步频率控制器包括带预设功能的边缘触发D触发器、缓冲器和双输入与门，其中：

所述D触发器的反相输出端接输入D端，以接成T触发器，所述D触发器的时钟端接所述PCM主端点输出的所述基准频率信号，所述D触发器的预设端接所述PCM主端点输出的所述同步频率切换控制信号，所述D触发器的输出端接所述双输入与门的第一输入端；

所述PCM主端点输出的所述基准频率信号同时接至所述缓冲器的输入端，所述缓冲器的输出端接所述双输入与门的第二输入端；

所述双输入与门输出为所述同步频率控制器的输出；

其中，所述PCM主端点输出的所述同步频率切换控制信号为低电平时，所述D触发器输出的信号一直为高电平，所述双输入与门输出与所述基准频率信号同频的信号作为总线同步信号。

5.根据权利要求4所述的数据传输系统，其特征在于，所述PCM主端点输出的所述同步频率切换控制信号为高电平时，所述D触发器输出的信号为频率为所述基准频率信号的1/2的50％占空比方波信号，经所述双输入与门将其与所述基准频率信号做逻辑与运算后得到所述基准频率信号的二分频信号作为总线同步信号。

6.根据权利要求1至5任一项所述的数据传输系统，其特征在于，所述基准频率信号的频率为16KHZ，所述总线同步信号为16kHz或8kHz。

7.根据权利要求6所述的数据传输系统，其特征在于，若总线同步信号为16kHz，所述PCM从端点以宽带的方式进行编解码；

若总线同步信号为8kHz，所述PCM从端点以窄带的方式进行编解码。

8.一种PCM通信协议的自动调整方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

PCM主端点根据外围信号状况决定总线同步信号的频率；

当外围信号发生变化时，通过PCM主端点控制改变总线同步信号的频率；

PCM从端点根据所述总线同步信号的频率直接自动改变为相应的编解码模式。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述通过PCM主端点控制改变总线同步信号的频率的步骤进一步包括：

将总线同步信号的频率由基准频率信号的频率改为基准频率信号的二分之一频率或将总线同步信号的频率由基准频率信号的二分之一频率改为基准频率信号的频率。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述基准频率信号的频率为16kHz。

11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，若总线同步信号为16kHz，所述PCM从端点以宽带的方式进行编解码；若总线同步信号为8kHz，所述PCM从端点以窄带的方式进行编解码。