CN1601938B

CN1601938B - 虚拟时隙交换方法及实施电路

Info

Publication number: CN1601938B
Application number: CN 200410040768
Authority: CN
Inventors: 任震宇; 邓刚; 王锋茂
Original assignee: Maipu Communication Technology Co Ltd
Current assignee: Maipu Communication Technology Co Ltd
Priority date: 2004-09-30
Filing date: 2004-09-30
Publication date: 2010-10-20
Anticipated expiration: 2024-09-30
Also published as: CN1601938A

Abstract

本发明涉及时分多路复用技术。本发明解决了时隙交换芯片成本高，布线复杂的问题，公开了一种虚拟时隙交换方法及实施电路。本发明的技术方案，包括通过TDM总线收发数据的DSP和CODEC；其实现步骤是：a.在TDM总线上串接延时电路，使DSP的收发时隙错开k个时隙；b.配置CODEC的发送时隙和接收时隙，分别与经过上述步骤处理的DSP的接收时隙和发送时隙对应。其实施电路包括TDM总线、DSP和CODEC；所述DSP通过延时电路与TDM总线连接。本发明以虚拟方式模拟时隙交换芯片的功能，实现CODEC之间以及CODEC与DSP之间的通讯连接。特别适用于小型IP电话网关、PBX等系统中作时隙交换。

Description

虚拟时隙交换方法及实施电路

技术领域

本发明涉及时分多路复用技术，特别涉及时隙交换方法及系统电路。

背景技术

在数字程控交换机及其类似的设备中，通讯的端点之间可以通过硬件连线、多路开关、时隙交换等方法进行通讯连接，特别是语音数据，通常采用TDM(时分复用)总线来传输。采用TDM总线来传输数据时，通讯端点之间可以在TDM总线的指定时隙上交换数据，当密度低时，可以采用固定时隙的方法交换数据，当密度较高以后，端点之间的连接关系复杂，通常使用时隙交换芯片来交换数据。

在IP电话网关、数字式PBX(公众电话程控交换机)等系统中，一般都有若干CODEC(语音编解码器)和DSP(数字信号处理器)，它们之间的语音数据交换通常是通过TDM总线进行的。数据流通常只在CODEC之间或CODEC与DSP之间传送。大型的网关或PBX使用时隙交换芯片来切换连接，但在中小型系统中采用时隙交换芯片将会增加系统成本，使CPU的逻辑关系变得复杂，增加系统印刷电路板布线面积。所以，中小系统通常采用DSP通道与CODEC通道绑定的办法，使DSP和CODEC一一对应起来，TDM数据仅仅在DSP和CODEC之间传送。如果两个CODEC之间要传数据，数据路径为CODECx-DSPx-CPU-DSPy-CODECy，采用这个办法，将会占用系统CPU资源，如果采用CODECx-DSPx(压缩)-CPU-DSPy(解压缩)-CODECy的方法倒换数据的话，还会影响本地通话的音质。

发明内容

本发明所要解决的技术问题，就是针对时隙交换芯片成本高，布线复杂的缺点，提供一种虚拟时隙交换方法及实施电路。

本发明解决其技术问题，采用的技术方案是：虚拟时隙交换方法，包括通过TDM总线收发数据的DSP和CODEC，所述DSP之间设计为不可以相互交叉连接；其特征在于：包括如下步骤：

a.在TDM总线上串接延时电路，使DSP的收发时隙错开k个时隙；

b.配置CODEC的发送时隙和接收时隙，分别与经过上述步骤处理的DSP的接收时隙和发送时隙对应。

优选的方案是：

a.将DSP的发送线并联，通过8bit移位寄存器接入TDM总线，使DSP的发送时隙延迟1个时隙；将CODEC的发送线和接收线以及DSP的接收线并联接入TDM总线；

虚拟时隙交换电路，包括TDM总线、DSP和CODEC；其特征在于：所述DSP通过延时电路与TDM总线连接；配置CODEC的发送时隙和接收时隙分别与DSP的接收时隙和发送时隙对应。

本发明的有益效果是：省去了价格昂贵的时隙交换芯片，简化了CPU的复杂逻辑，减少了PCB布线面积，降低了系统成本。

附图说明

图1是实施例1的示意图；

图2是实施例2的示意图；

图3是实施例3的硬件连接示意图；

图4是实施例4的硬件连接示意图。

受幅面限制，上述各图中仅示出DSP、CODEC各4个。

具体实施方式

下面结合附图及实施例，详细描述本发明的技术方案。

在TDM系统中，数据流通常只在CODEC之间或CODEC与DSP之间传送。要使CODEC之间或DSP与CODEC之间经过TDM总线直接交换数据，必须使需要通讯的两个端点的时隙号对应。CODEC之间的通讯可以通过软件设定其收发时隙，使之相互对应即可实现。但由于DSP的收发时隙不能单独配置，为了实现CODEC与DSP之间的通讯，本发明采用延时电路，串接在DSP的接收端或发送端与TDM总线之间，对DSP的接收数据或发送数据进行延时处理，使DSP的发送时隙与接收时隙错开k个时隙，k是固定常数，并为非零

整数，其值由延时电路决定。根据该k值，通过软件对与其通讯的CODEC的收发时隙进行相应配置，就可以实现CODEC与DSP之间的通讯。取k＝1，延时电路最简单。根据TDM系统标准，串接1个8bit移位寄存器，就可以延迟1个时隙，串接k个8bit移位寄存器可以延迟k个时隙。

实施例1

图1示出了将DSP发送时隙移动1个时隙的示意图。

首先，系统中所有的DSP不会在同一时隙发送数据，而且DSP不发送数据时其发送线为高阻状态，就可以把所有的DSP的发送线并联起来，然后通过一个8bit的移位寄存器4接入TDM总线。8bit移位寄存器4在这条发送总线上产生的效果，是把DSP发送的数据延迟了1个时隙，假设DSP0的接收时隙号为n，则它对应的发送时隙号就相当于是n+1。

第二步，通常CODEC的收发时隙号码可以独立配置，同时注意到以下几点：

所有的CODEC不会在同一时隙发送数据；

CODEC不发送数据时发送线为高阻；

CODEC和DSP的接收信号线阻抗很高；

CODEC的收、发通道可以方便地分别关闭或打开；

CODEC之间会互发数据；

CODEC和DSP之间会互发数据；

就可以将所有CODEC的发送线和接收线以及所有DSP的接收线并联接入TDM总线。将CODEC0的接收时隙配置为n+1，发送时隙配置为n，DSP0和CODEC0就可以通过TDM总线通讯。由于此时DSP0和CODEC0只占用n和n+1两个时隙，所以其他通道可以利用其他的时隙。如果TDM时钟频率为2.048M的话，理论上在这条TDM链路上最多可以支持32/2＝16对连接。在这些连接中，也会有CODEC与CODEC的连接，由于CODEC的收发时隙可以分开配置，所以只需要互相交换收发时隙号就可以了。通常TDM时钟取2.048MHz、4.096MHz、8.192MHz、16.384MHz、32.768MHz，在这些时钟频率下，分别能支持16、32、64、128、256对连接。

下面以两种算法描述虚拟时隙交换方法：

为了方便说明，假设TDM总线时钟频率为2.048MHz，CODEC通道和DSP通道各8个。

一、假设DSP端点的时隙号始终保持固定，然后去修改CODEC的时隙号使其收发时隙与所要连接的DSP通道的收发时隙号对应即可。下面是两个电话在网关上的呼叫过程中，时隙连接情况的简要描述：

初始化CODEC端点和DSP端点的时隙号，假设CODEC占用的时隙段为0-15，DSP占用的时隙段为16-31，由于TDM有收发两个方向，在虚拟时隙交换技术中每个方向需要占用一个时隙，所以每个通道占用两个时隙，最多可以支持8路CODEC和8路DSP通道。这里设定Tx是发送时隙号，Rx是接收时隙号，首先建立通道ID与时隙之间的映射关系：Tx＝φ(Rx)＝f(ID)，方便端点连接时获取时隙号。当电话摘机时，通过某种软件算法获取一个DSP通道的ID号，配置CODEC的收发时隙，使CODEC的Rx和Tx与DSP的Tx和Rx相对应，此处DSP的Tx和Rx之差实际上是一个常数k＝1，所以实际计算中只要知道一个就可以很简单的算出另外一个。当两个CODEC之间进行通话时，需要同时改变两个CODEC的时隙配置，可以按以下原则进行配置，CODEC1的Tx和CODEC2的Rx均配置成DSP1的Rx，而CODEC1的Rx和CODEC2的Tx配置成DSP2的Rx，DSP1和DSP2的Tx在通话过程中暂时不用(假设CODEC1与DSP1对应，CODEC2与DSP2对应)。当一方挂机之后，需要进行时隙重连，具体连接与电话摘机时类似。

由此可见，在一次完整的通话过程中，至少需要进行三次时隙连接操作，这种时隙之间的组合机制与有时隙交换芯片时的组合机制完全相同，只是操作的对象不同而已，因此这种方法在理论上完全可以取代时隙交换芯片，通过实践也证明了这一方法的可行性和可靠性。

二、下面的这个算法描述更详细些，看起来要复杂些：

1.系统启动时首先把DSP的接收时隙固定为3n(n可以取0-7)，由于接收时隙是3的倍数，所以每两个时隙号之间至少有2个空的时隙号可以让CODEC来插空。而且一旦固定就不再改变。由于移位寄存器4接在DSP的发送线上，所以DSP在TDM总线上的发送时隙为3n+1。本系统DSP之间设计为不可以互相交叉连接，所以时隙分配如下：

DSP通道号n 0 1 2 3 4 5 6 7

接收时隙号3n 0 3 6 9 12 15 18 21

发送时隙号3n+1 1 4 7 10 13 16 19 22

2.CODEC与DSP通讯时以DSP的时隙号来配置CODEC的时隙号，在呼叫发起时，需要一个DSP作收号器，在通话过程中，也需要一个DSP作监听，以便实现忙音检测、呼叫转接等功能，假设取第n个DSP，则DSP的接收时隙号为3n，发送时隙号3n+1；

3.配置主叫CODEC的发送时隙号为3n，接收时隙号为3n+1，DSP在3n时隙上监听用户的拨号，同时在3n+1时隙上发送拨号音；

4.根据用户的拨号找到被叫，如果被叫是IP远程用户，有关虚拟时隙交换的操作就结束了，如果被叫是本地CODEC，将该CODEC配置为在3n时隙上接收数据，在3n+2时隙上发送数据，同时配置主叫CODEC在3n+2时隙上接收数据。此时DSP在3n+1时隙上发送的数据没有接收者，自然作废。

5.最终，两个用户在3n和3n+2上通话，DSP在3n上监听数据，在3n+1上发送数据。

这个算法中，一个呼叫连接占用了3个时隙，在时钟为2.048M时，最多只能支持9个连接，且每个连接有一个DSP在监听。

实施例2

本例的移位寄存器4接在DSP的接收端，产生的效果是将DSP的接收时隙移动了一个时隙。如果DSP发送时隙是n，其接收时隙相当于是n+1。本例的虚拟时隙交换方法与实施例1类似此处不再赘述。示意图见图2。

实施例3

考虑到器件的负载能力，实施电路硬件连接关系如图3。本例在图1的基础上增加了3个总线驱动器。总线驱动器1接在CODEC局部TDM总线接收线与TDM总线之间，解决移位寄存器4的负载能力，总线驱动器2接在CODEC局部TDM总线发送线与TDM总线之间，解决CODEC的负载能力，总线驱动器3接在DSP局部TDM总线接收线与TDM总线之间，用于驱动多个DSP，减轻了总线驱动器1、总线驱动器2的负载。如果DSP和CODEC的数量不多，也可以按照图1实施。

实施例4

本例的实施电路如图4所示，移位寄存器4接在DSP接收端，其实就是在图2的基础上增加了3个驱动器。

本发明仅在TDM系统中增加了少量硬件，就可以在不使用时隙交换芯片的情况下，模拟出时隙交换芯片的功能，以软件配置通讯端点收发时隙，实现CODEC之间以及CODEC与DSP之间的通讯连接。特别适用于小型IP电话网关、PBX等系统中作时隙交换。

Claims

1.虚拟时隙交换方法，包括通过TDM总线收发数据的DSP和CODEC，所述DSP之间设计为不可以相互交叉连接；其特征在于：包括如下步骤：

a.在TDM总线上串接延时电路，使DSP的收发时隙错开k个时隙；

2.根据权利要求1所述的虚拟时隙交换方法，其特征在于：

所述步骤a是：

将DSP的发送线并联，通过延时电路接入TDM总线，使DSP的发送时隙延迟k个时隙；将CODEC的发送线和接收线以及DSP的接收线并联接入TDM总线。

3.根据权利要求1所述的虚拟时隙交换方法，其特征在于：

所述步骤a是：

将DSP的接收线并联，通过延时电路接入TDM总线，使DSP的接收时隙延迟k个时隙；将CODEC的发送线和接收线以及DSP的发送线并联接入TDM总线。

4.根据权利要求1、2或3所述的虚拟时隙交换方法，其特征在于：所述步骤a中k＝1。

5.根据权利要求4所述的虚拟时隙交换方法，其特征在于：所述延时电路为8bit移位寄存器。

6.虚拟时隙交换电路，包括TDM总线、DSP和CODEC；其特征在于：所述DSP通过延时电路与TDM总线连接；配置CODEC的发送时隙和接收时隙分别与DSP的接收时隙和发送时隙对应。

7.根据权利要求6所述的虚拟时隙交换电路，其特征在于：所述延时电路串接在DSP发送端或接收端。

8.根据权利要求6或7所述的虚拟时隙交换电路，其特征在于：所述延时电路为8bit移位寄存器。

9.根据权利要求8所述的虚拟时隙交换电路，其特征在于：所述TDM总线上连接有总线驱动器。

10.根据权利要求6或7所述的虚拟时隙交换电路，其特征在于：所述TDM总线上连接有总线驱动器。