高速G．729ab聲碼器設計及其在媒體網關中的應用
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TMS320C6203支持16個EDMA通道，其12～15通道可用于響應串口收、發(fā)中斷。以串口接收數據為例：本設計中設計了乒、乓兩個串口數據接收緩存區(qū)。
串口寄存器中的數據通過EDMA模式緩存到乒緩存區(qū)，當乒緩存區(qū)滿時，EDMA參數重載，控制切換，將數據緩存至乓緩存區(qū)，同時給出EDMA中斷，通知CPU讀取一幀數據。通過McBSP接口發(fā)送數據的過程完全類似。
聲碼器通過DSP的HPI接口與上層處理器連接，實現(xiàn)數據網分組語音壓縮信號的收發(fā)。在HPI接口中，設計了以太網數據發(fā)送／接收緩存區(qū)，并為每個緩存區(qū)設計了RP(Read Pointer，讀指針)和WP(Write Pointer，寫指針)，用于控制上層處理器和DSP之間的編碼數據交互。同時上層處理器通過HPI接口向聲碼器發(fā)送指令，控制通道的打開或關閉。
3 在媒體網關中的應用設計
聲碼器內部的主控程序采用定時中斷方式訪問HPI接口，根據上層處理器的指令打開或關閉通道。同時主程序使用輪詢方式處理從E1接口來的PCM話音信號；根據相應的通道工作狀態(tài)設置編解碼算法參數，將話音信號壓縮編碼；編碼后的語音數據，通過HPI接口輸出到上層處理器，進入數字網絡。使用完全類似的輪詢處理方式，逆向處理從來自數字網絡的編碼數據。
由于數字網絡屬于分組通信，必須有合適的多媒體實時流網絡傳輸協(xié)議以保證語音的連貫性。在聲碼器的HPI接口控制程序中，設計了一個提供給上層處理器的RTP(Real-time Transport Protocol，實時傳輸協(xié)議)接口，用于完成編碼和解碼數據包的輸出和輸入及相應的RTP成幀、解幀功能，具體功能設計如下：
RTP打包和發(fā)送：RTP包由具有固定格式的包頭和數據部分組成。將編碼后的語音數據，按照RTP打包參數的要求組織RTP頭和RTP凈荷。 RTP包頭中的關鍵字段為SN(Sequence Number，序列號)和TS(Time Stamp，時間戳)。SN用于對RTP包進行排序。每發(fā)送一個RTP數據包，SN加1。TS用于標識RTP數據包中第一個字節(jié)采樣時的時刻，以語音樣本為單位遞增；對于語音包和靜音壓縮包，TS增值一致。另外，RTP包頭中的PT(Payload Type，負載類型)字段用于指示RTP凈荷的數據編碼格式。在RFC3550中規(guī)定了標準音頻載荷類型：G．729編碼對應的PT為18。
由于RTP包頭中沒有長度字段，故對RTP包進行了外部擴展：將打好的RTP包作為凈荷，附加上RTP包數據長度、通道號，組成“以太網數據包”。針對C6203的32位尋址的HPI總線接口，設計以太網數據包格式如圖2所示。本文引用地址：http://www.bjwjmy.cn/article/166506.htm
RTP包發(fā)送：即寫“以太網數據包”至“以太網數據發(fā)送緩存區(qū)”。首先根據該緩存區(qū)的讀寫指針判斷剩余空間；如寫空間不夠，則放棄此次寫操作，該數據包同時被丟棄。如寫空間足夠，則將數據包寫入發(fā)送緩存區(qū)，并更新寫指針。上層處理器根據該緩存區(qū)的讀寫指針判斷該緩存區(qū)內是否有新數據，并進行讀操作，以及更新讀指針。
RTP包接收、排序和緩存：分組通信需要考慮語音的防抖動處理。本文通過設置靜態(tài)抖動緩沖區(qū)實現(xiàn)去抖動。首先根據“以太網數據接收緩存區(qū)”的讀寫指針判斷是否有新的數據包到來，如果有，則將該數據包根據RTP的SN和TS排列在相應通道的RTP緩存隊列中。重復上述過程直至將“以太網數據接收緩存區(qū)”中所有的數據包讀完，然后更新該緩存區(qū)的DSP讀指針。對于每個通道的RTP緩存隊列，當緩存語音數據到達預先定義的閾值K時，給出標志允許該通道開始進行語音數據解碼。如果數據分組有抖動延遲，則解碼語音可繼續(xù)保持K時間單位不被打斷。
4 結語
在純匯編并行優(yōu)化的基礎上設計了高效的G．729ab聲碼器；利用TMS320C6203的在片外設McBSP實現(xiàn)了連接PSTN的標準E1接口；設計了用于分組數據收發(fā)的RTP協(xié)議接口，利用TMS320C6203的HPI接口方式與上層處理器連接，使聲碼器可靈活應用于媒體網關。
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