KR100254196B1 - Dsp칩을이용한e1/t1용음성처리모듈 - Google Patents

Abstract

본 발명은 단국 교환기에 E1/T1으로 접속하여 각 가입자들로부터 8 비트의 PCM 데이터를 받아서, 다른 형태의 데이터로 변환 또는 그 역변환하는 기능을 가지는 음성처리모듈에 관한 것으로, 특히 DSP 칩을 이용하고, 소프트웨어 제어 방법에 의한 시간 스위칭 기능을 이용한 음성처리모듈에 관한 것이다.

본 발명은, PCM 데이터와 다른 포맷의 데이터간의 변환을 처리하는 다수개의 DSP 칩과, 외부의 시스템과 접속할 수 있는 인터페이스 기능을 가지는 단국 교환기 인터페이스 모듈, 외부의 시스템과 접속되는 스위치 모듈, 단국 교환기 인터페이스 모듈 및 스위치 모듈과 다수개의 DSP 칩들간을 연결하는 PCM 하이웨이 제어기, 단국 교환기 인터페이스 모듈 및 스위치 모듈과 다수개의 DSP 칩들간에 교환되는 데이터의 다중화 및 역다중화를 수행하는 보코더 제어기, 보코더 제어기의 기능을 제어하는 마이크로 프로세서, 마이크로 프로세서의 동작을 위한 응용프로그램과 데이터를 저장하는 RAM과 휘발성 메모리, 마이크로 프로세서가 다른 보드의 음성처리모듈간의 상호 프로세서 통신(IPC)을 제어하는 IPC 버스 제어기, 마이크로 프로세서의 음성처리모듈 보드 상태감시를 위한 디버그 포트와 상태표시 LED, 마이크로 프로세서로 클럭을 공급하는 클럭 발생기 및 음성처리모듈 보드로 전원을 공급하는 전원 변환기를 포함하여 구성된다.

본 발명에 의한 VPM은 15개의 DSP 칩과 소프트웨어적인 타이밍 스위칭 기능을 하나의 PCM 처리 보드로 구현하여 처리함으로써 시스템 내에서 보드가 차지하는 면적을 줄여줄 수 있고, 개발비용을 줄일 수 있어서 제품의 가격도 저렴해지게 된다.

Description

DSP 칩을 이용한 E1/T1용 음성처리모듈{VOICE PROCESSING MODULE FOR T1/E1 USING DIGITAL SIGNALLING PROCESSOR CHIP}

본 발명은 디지털 신호처리 프로세서(Digital Signalling Processor: 이하 DSP라 칭한다.) 칩을 이용한 E1/T1 음성처리모듈(Voice Processing Module: 이하 VPM이라 칭한다.)에 대한 것으로서, 특히, 단국 교환기(Local Exchange)에 E1/T1으로 접속하여 각 가입자들로부터 8 비트의 PCM 데이터를 받아서 시간 스위칭하고, 다른 형태의 데이터로 변환 또는 역변환하는 음성처리모듈에 관한 것이다.

통상적으로 알려진 바와 같이, E1과 T1 시스템은 디지털 신호의 다중화 방식으로, 아날로그 신호를 표본화(sampling), 양자화(Quantization) 및 부호화(coding) 과정을 통하여 64 kbps의 디지털 신호로 변환하는 펄스부호변조(Pulse Code Modulation: 이하 PCM 이라 한다.) 방식에 의하여, 8비트의 가입자 데이터를 1차군 다중화하는 방식이다. 일반적으로 T1 시스템은 북미 방식으로, E1 시스템은 유럽 방식으로 알려져 있다.

T1 시스템은 각 가입자 장치에서 발생하는 8비트의 디지털 신호를 24 채널 시간 다중화(Time Multiplexing)한다. T1 시스템은 24 채널의 8비트 데이터와 프레임을 동기시키기 위하여 사용하는 하나의 동기 비트를 포함하여 총 193 비트를 125㎲ 시간 프레임을 이용하여 전송한다. T1 시스템은 달리 신호용 채널을 운용하지 않고, 프레임을 멀티프레임으로 구성하여, 매 6번째, 12번째 프레임을 신호용 프레임으로 이용한다.

E1 시스템은 각 가입자 장치에서 발생하는 8비트의 디지털 신호를 32 채널 다중화하는데, 32 채널의 8비트 데이터 256 비트를 125㎲ 시간 프레임을 이용하여 전송한다. E1 시스템은, 상기 T1 시스템과는 다르게 동기 비트를 요구하지 않고, 30개의 사용자 채널과 하나의 동기채널(synchronous channel) 및 하나의 신호채널(signalling channel) 채널을 가진다.

통상적으로 교환 시스템은, E1/T1 가입자를 수용하기 위하여 음성처리모듈(Voice Processing Module: 이하 VPM이라 칭한다.)을 가진다. 음성처리모듈(VPM)은 각 가입자들로부터 수신되는 디지털 신호를 T1 또는 E1 프레임으로 구성하여 전송하는 다중화 기능과, 역으로 T1 또는 E1 시스템측으로부터 수신된 프레임에서 데이터를 분리하여 각 가입자에게 송신하는 역다중화 기능을 가진다.

종래 교환기 시스템에서 사용되는 음성처리모듈에는 모듈을 구동하기 위한 전원이 별도로 공급되지 않기 때문에, 24개의 채널 또는 30개의 채널을 가지는 하나의 E1/T1 링크에 대해서 각각 10개의 채널을 수용하는 음성처리모듈을 2개에서 3개 정도를 사용하여 PCM 데이터 처리를 하도록 설계되어 있었다. 도 1 은 종래기술에 의한 음성처리 보드의 구성을 나타낸 것으로서, 도시된 바와 같이, 각각의 음성처리보드는 10개의 채널을 할당받아 해당 채널의 PCM 데이터를 처리한다.

따라서, 종래기술에 의한 음성처리모듈 보드는, 각 음성처리모듈에 대해서 채널을 할당하는 기능을 가지는 주 제어기 보드를 별도로 사용하여야 하기 때문에 교환기 시스템 내에서 T1 또는 E1 시스템을 수용하기 위한 VPM이 차지하는 면적이 지나치게 많았으며, 전력 소모 및 개발 단가도 높아지게 된다는 문제점을 가지고 있었다.

즉, 종래의 E1/T1상의 음성 데이터 처리는 특정 변환 기능만을 수행하는 전용 칩을 사용함으로써 다양한 형태의 데이터 처리를 필요로 하는 멀티미디어 서비스를 지원하는데 한계가 있었다. 또한 새로운 형태의 데이터 서비스를 지원하기 위해서는 별도의 모듈을 구성해야 하므로 시스템 하드웨어의 크기가 커지게 되며 시스템 가격도 상승하는 결과를 초래하게 되었다.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 창안된 것으로, 하나의 T1 또는 E1 링크에 대한 PCM 데이터 처리 기능을 하나의 보드에서 처리하게 하여, 보드가 차지 면적을 줄이고, 하나의 보드에서 소프트웨어 제어 방법을 이용하여 시간 스위칭 기능을 구현함으로서 전체적으로 보드가 갖는 부하를 줄일 수 있는, DSP 칩을 이용한 E1/T1용 음성처리모듈을 제공하는 것을 목적으로 한다.

도 1 은 종래기술에 의한 음성처리보드의 구성도.

도 2 는 본 발명에 의한 E1/T1용 음성처리모듈의 구성도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 상세한 설명＞

1. DSP 칩 2. PCM 하이웨이 제어기

3. 보코더 4. 마이크로 프로세서

5. 플래시 메모리 6. RAM

7. 상호 프로세서 통신 버스 제어기 8. 디버그 포트

9. 상태 표시 LED 10. 클럭 발생기

11. 전력 변환기

12. 단국 교환기 인터페이스 장치

13. 스위치 모듈

상기한 목적으로 달성하기 위하여 본 발명에 의한 음성처리모듈의 바람직한 실시예는, E1/T1 링크를 사용하여 다른 보드와 연결되며, PCM 데이터와 다른 포맷의 데이터간의 변환을 수행하는 음성처리모듈에 있어서,

PCM 데이터와 다른 포맷의 데이터간의 변환을 처리하는 다수개의 DSP 칩과;

외부의 시스템과 접속할 수 있는 인터페이스 기능을 가지는 단국 교환기 인터페이스 모듈(Local Exchange Interface Module);

외부의 시스템과 접속되는 스위치 모듈;

상기 단국 교환기 인터페이스 모듈 및 스위치 모듈과 상기 다수개의 DSP 칩들간을 연결하는 PCM 하이웨이 제어기;

상기 단국 교환기 인터페이스 모듈 및 스위치 모듈과 상기 다수개의 DSP 칩들간에 교환되는 데이터의 다중화 및 역다중화를 수행하는 보코더 제어기;

상기 보코더 제어기의 기능을 제어하는 마이크로 프로세서;

상기 마이크로 프로세서의 동작을 위한 응용프로그램과 데이터를 저장하는 RAM과 휘발성 메모리;

상기 마이크로 프로세서가 다른 보드의 음성처리모듈간의 상호 프로세서 통신(IPC)을 제어하는 IPC 버스 제어기;

상기 마이크로 프로세서의 음성처리모듈 보드 상태감시를 위한 디버그 포트와 상태표시 LED;

상기 마이크로 프로세서로 클럭을 공급하는 클럭 발생기; 및

상기 음성처리모듈 보드로 전원을 공급하는 전원 변환기를 포함하여 구성된다.

본 발명에 의한 음성처리모듈 보드는 서비스 형태의 변경에 따라서 DSP 응용 프로그램을 단순히 다운로드하는 것만으로 새로운 형태의 음성 데이터 서비스를 제공할 수 있도록 함으로써, 다양한 형태의 서비스가 요구되는 멀티미디어 통신 환경을 적용하기에 적당하도록 설계되었다.

이하 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 더욱 상세히 설명한다. 도 1 은 본 발명에 의한 음성처리모듈(VPM)의 구성도를 나타낸 것으로서, 도시된 바와 같이, 각각 2개의 채널을 수용하는 다수 개의 DSP 칩(1)과, PCM 하이웨이 제어기(highway controller)(2), 음성 부호화기(Voice Coder: 이하 보코더라 칭한다.) 제어기(3), 전체적으로 음성처리모듈을 제어하는 기능을 가지는 마이크로 프로세서(4), 음성처리모듈을 위한 응용프로그램과 데이터를 저장하는 RAM(6) 및 플래시 메모리(Flash Memory)(5), 상호프로세서통신 버스 제어기(Inter Processor Communication bus controller)(7), 디버그 포트(debug port)(8), 상태표시 LED(Status Light Emission Diode)(9), 클럭 발생기(10), 외부에 접속할 수 있는 인터페이스 기능을 가지는 단국 교환기 인터페이스 모듈(Local Exchange Interface Module)(12), 스위치 모듈(13) 및 전원 변환기(11)로 구성된다.

상기 단국 교환기 인터페이스 모듈(12)로부터 입력되는 PCM 데이터는 PCM 하이웨이 제어기(2)를 통하여 15개의 DSP칩(1) 가운데 어느 하나로 전달된다. 본 발명은, DSP 칩(1)으로서, 100 MIPS(Millions Instruction Per Seconds)의 성능을 나타내는 T1 시스템의 TMS320LC548 칩을 이용하였다. 상기 각각의 DSP 칩은 T1 또는 E1 두 개의 채널을 수용 및 처리할 수 있다.

보코더 제어기(3)에서는 DSP칩(1)의 입/출력을 제어하는 기능을 가지고 있으며, 소프트웨어 제어에 의해서 입/출력 데이터에 대한 스위칭 기능을 제어할 수 있다.

즉, 보코더 제어기(3)는, 단국 교환기 인터페이스 모듈(12)과 스위치 모듈(13)로부터 들어오는 데이터를 역다중화기(de-multiplexer)를 사용하여 역다중화한 후 DSP 칩(1)으로 전달하며, 또한 DSP 칩(1)으로부터의 데이터를 다중화기(multiplexer)를 사용하여 다중화한 후 T1 또는 E1 링크의 형태를 갖추어 단국 교환기 인터페이스 모듈(12)과 스위치 모듈(13)로 전송하게 된다.

마이크로 프로세서(4)는 음성처리모듈(VPM) 보드 전체를 제어하는 기능을 하며, DSP 칩(1)의 초기화와 상태제어 기능 및 보코더 제어기의 기능을 초기화하는 기능과 IPC 버스 제어기(7)를 통하여 다른 제어기 보드와의 상호 교환 통신을 수행한다.

상기 RAM(6)과 플래시 메모리(5)는 본 발명의 음성처리모듈을 위한 응용 프로그램과 데이터를 저장하기 위하여 사용되고, 보드의 상태 감시와 초기화 및 기능변경을 위하여 상태표시 LED(9)와 디버그 포트(8)를 사용한다. 또한 상기 온보드 전원(on-board power)인 전원변환기(11)를 이용하여 채널의 확장 및 축소시에 발생할 수 있는 전력용량 문제를 쉽게 해결할 수 있다.

상기와 같이 구성되는 본 발명에 의한 음성처리모듈은, PCM 데이터를 LD(Low Delay)-CELP(Code Excited Linear Predictor) 데이터로 변환하거나 또는 LD-CELP 데이터를 PCM 데이터로 역변환하는 기능을 수행한다.

LD-CELP는 국제전기통신연합(International Telecommunication Union: ITU)에서 G.728로 권고하고 있는 가장 널리 사용되고 있는, 가장 최근의 표준안이다. LD-CELP는 4 kHz의 음성 대역을 이용하여 오디오와 음성에 모두 잘 적용이 가능한 작은 프레임 크기를 이용하는 625 ㎲ 프레임 베이스 보코더이다. G.728은 낮은 지연시간을 가지기 때문에 비디오 회의 시스템 또는 음성 사서함 시스템, 디지털 다중화기 또는 무선 통신 시스템에서 널리 사용되고 있다.

또한 상기 G.728은 32 kbps 적응차분 펄스부호변조(Adaptive Differential Pulse Code Modulation; ADPCM)와 같은 정도의 높은 음질을 갖고, 또한 높은 압축률을 가지고 있다.

본 발명은, 단지 LD-CELP 데이터와 PCM 데이터간의 변환기능뿐만이 아니라, ADPCM 데이터와 PCM 데이터간의 변환에 적용하는 경우에는 전송 속도(data rate)를 제외하고는 같은 기능 블럭으로 사용이 가능하다.

상기한 구성에 의해서 본 발명은, PCM 데이터 처리 보드를 한 장으로 구현하여 처리함으로써, E1/T1 링크와 연결되어 PCM 데이터를 다른 포맷의 데이터로 변환하는 음성처리모듈이 전체 시스템 내에서 차지하는 면적을 줄일 수 있으므로, 따라서 제품의 가격을 줄일 수 있으며, 효율적으로 기능을 구현할 수 있다는 효과를 가진다.

Claims (4)

1. E1/T1 링크를 사용하여 다른 보드와 연결되며, PCM 데이터와 다른 포맷의 데이터간의 변환을 수행하는 음성처리모듈에 있어서,

   PCM 데이터와 다른 포맷의 데이터간의 변환을처리하는다수개의DSP 칩과;

   외부의 시스템과접속할 수 있는 인터페이스 기능을 가지는 단국 교환기인터페이스 모듈(Local Exchange Interface Module);

   외부의 시스템과 접속되는스위치 모듈;

   상기 단국 교환기 인터페이스 모듈 및 스위치 모듈과 상기 다수개의 DSP 칩들간을 연결하는PCM 하이웨이 제어기;

   상기 단국 교환기 인터페이스 모듈 및 스위치 모듈과 상기 다수개의 DSP 칩들간에 교환되는데이터의 다중화 및 역다중화를 수행하는 보코더 제어기;

   상기 보코더 제어기의 기능을 제어하는마이크로 프로세서;

   상기 마이크로 프로세서의 동작을 위한응용프로그램과 데이터를 저장하는 RAM과휘발성 메모리;

   상기 마이크로 프로세서가 다른보드의음성처리모듈간의상호 프로세서 통신(IPC)을제어하는 IPC버스 제어기;

   상기 마이크로 프로세서의 음성처리모듈 보드 상태감시를 위한디버그 포트와 상태표시 LED;

   상기 마이크로 프로세서로 클럭을 공급하는클럭 발생기; 및

   상기 음성처리모듈 보드로 전원을 공급하는전원 변환기를 포함하여구성되는 것이 특징인, DSP 칩을 이용한 E1/T1용 음성처리모듈.
2. 제1항에 있어서,상기 다수개의 DSP 칩은,

   각 64 kbps의 전송 대역폭을 가지는 24개의 채널을 가지는 T1 시스템과, 각 64 kbps의 전송 대역폭을 가지는 32개의 채널을 가지는 E1 시스템을 수용하기 위하여,각각두 채널의 PCM 데이터를 수용하는 15개의DSP 칩인것을 특징으로 하는, DSP 칩을 이용한 E1/T1용 음성처리모듈.
3. 제 2 항에 있어서,상기 보코더 제어기는,

   상기 15개의 DSP 칩으로부터 수신된PCM 데이터를 다중화하여 하나의 T1/E1 링크에 실어주거나,하나의 T1/E1 링크를 통해 수신된 데이터를 역다중화하여DSP 칩으로전송하는 것을 특징으로 하는, DSP 칩을 이용한 E1/T1용 음성처리모듈.
4. 제 3 항에 있어서,상기 보코더 제어기는,

   시간스위칭(time switching)기능을사용하여 상기 다중화 및 역다중화를 수행하는 것을 특징으로 하는, DSP 칩을 이용한 E1/T1용 음성처리모듈.

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