語音壓縮技術指的是對原始數(shù)字音頻信號流運用適當?shù)臄?shù)字信號處理技術，在不損失有用信息量，或所引入損失可忽略的條件下，壓縮信號編碼速率，也稱為壓縮編碼。以生成適合傳輸?shù)臄?shù)字信號流，提高傳輸效率。這樣做的優(yōu)點在于可以適應在低碼率的信道上實現(xiàn)可靠傳輸，也可以在同樣的信道上傳輸更多的數(shù)據(jù)。對語音編碼技術中語音質量的評價主要分為兩類，客觀評定方法和主觀評定方法。其中客觀評定方法用客觀測量的手段來評價語音編碼的質量，其特點是計算簡單，但不能完全反映人對語音質量的感覺。主觀評定方法符合人類聽話時對語音質量的感覺，因而得到廣泛應用。

　　本文介紹了DSPG公司生產的語音壓縮專用芯片CT8022的引腳功能和主機與存儲器的接口，給出了CT8022的工作原理、工作模式、工作流程和使用方法，給出了CT8022與主機組成的語音壓縮應用電路的連接方法。

　　CT8022是DSPG公司開發(fā)的可實現(xiàn)多種壓縮算法的專用DSP芯片。它可接受外部串行A／D提供的64／128kbits／s的8bit A／μ數(shù)據(jù)或16bit線性數(shù)據(jù)，并實現(xiàn)全／半雙工壓縮和解壓，以將其壓縮為由主機通過命令字決定的格式。另外，CT8022還提供了DTMF信號和呼叫繼續(xù)音的產生和檢測功能。可應用于H.323和H.324多媒體可視電話／視頻會議等系統(tǒng)，也可用于實現(xiàn)數(shù)字數(shù)據(jù)／語音同傳（DSVD）技術。

　　1 引腳說明

　　CT8022有128條管腳，分為6類。

　　（1）主機接口引腳

　　HSTDB0～7：主機數(shù)據(jù)總線。

　　HSTAB0～3：主機地址線。其中HSTAB0用來選擇16位控制字的高8位或低8位，當為0時選擇低8位，為1時選擇高8位。

　　HSTRDN：主機讀允許信號。允許主機從由HSTAB1～3譯碼后所選擇的主機接口寄存器中讀出數(shù)據(jù)。

　　HSTWRN：主機寫允許信號。允許主機向由HSTAB1～3譯碼后所選擇的主機接口寄存器中寫入數(shù)據(jù)。

　　HSTCSN：主機接口選中信號。在對CT8022讀寫時，該引腳與HSTRDN，HSTWRN和HSTAB0～3共同作用。當HSTCSN有效時，HSTAB0～3應保持不變。在DMA方式時，此信號應置為無效。

　　（2）數(shù)據(jù)／程序存儲器引腳

　　MDB0～15：外部數(shù)據(jù)存儲器數(shù)據(jù)總線。

　　ADDR0～15：外部數(shù)據(jù)存儲器地址總線。

　　BSEL：外部數(shù)據(jù)總線字節(jié)選擇。當外接非16位寬度的內存時該引腳有用。

　　DRDN：外部數(shù)據(jù)存儲器讀允許。

　　DWRN：外部數(shù)據(jù)存儲器寫允許。

　　PRDN：外部程序內存讀允許。

　　PRWN：外部程序內存寫允許。

　　CREADN：同時讀取外部程序和數(shù)據(jù)存儲器引腳。

　　DCSN：外部數(shù)據(jù)存儲器片選信號。不用時接地。

　　（3）時鐘引腳

　　SLK：CODEC接口移位時鐘。

　　FSYNC：CODEC接口幀同步時鐘。

　　XIN：晶體／外部時鐘輸入。

　　XOUT：晶體輸出端。

　　CLKOUT：CT8022語音壓縮芯片的頻率。由內部頻率45.056MHz分頻得到。分頻因子可通過命令設置。

　　PLLR，PLLC，PLLT，AVCC，AGND：PLL支持管腳。連接方法如圖1所示。

　　PLLBYPASS：禁用內部PLL。用于XIN端直接外接90.112MHz時鐘時用。

　　（4）CODEC引腳

　　DX0：用于串行輸出已解壓信號至CODEC0。

　　DR0：用于從CODEC0串行輸入8／16bit格式信號。

　　DX1：用于串行輸出已解壓信號至CODEC1。

　　DR1：用于從CODEC1串行輸入8／16bit格式信號。

　　（5）DMA引腳

　　TXDREQ：DMA發(fā)送請求信號。數(shù)據(jù)的傳輸可采用DMA方式或主機訪問方式。具體方式可在初始化時通過向硬件控制寄存器（HCR）寫控制命令來控制。

　　TXDACKN：DMA發(fā)送允許。

　　RXDREQ：DMA接收請求信號。 RXDACKN：DMA接收允許信號。

　　注：在以上各管腳名稱中，如果一個字母為N，則表示該管腳為低有效。

　　2 工作原理

　　2.1 與CODEC的接口

　　CT8022可以直接與一個或兩個8 bit A／μ率編譯碼器（A／D和D／A）相連，也可以與16位線性編譯碼器相連。在作為輸入／輸出信號時，可通過主機接口命令來確定接口的具體參數(shù)。當CT8022向CODEC提供時鐘信號時，時鐘SCLK和FSYNC由其內部的時鐘通過編程而分頻得到。CODEC的抽樣頻率為FSYNC。SCLK、FSYNC和CT8022內部的時鐘關系為：

　　SCLK＝CT8022的內部時鐘／（N＋1），其中3≤N≤31；

　　FSYNC＝SCLK／（M＋1），其中18≤M≤1023。

　　式中M、N均為分頻因子，具體值可根據(jù)采樣頻率在初始化時用命令寫入。

　　2.2 外部SRAM

　　CT8022至少需要8k×8的SRAM，以用來存儲運算時所需的數(shù)據(jù)。基本操作和程序代碼存儲在片內的ROM中。CT8022與外部SRAM連接如圖2所示。

　　其中BSEL用來選擇高／低位字節(jié)，當SRAM地址線為16位時，此管腳不用。

　　2.3 主機控制接口

　　對CT8022語音壓縮芯片的控制是通過片內的8／16位控制／狀態(tài)／數(shù)據(jù)接口來進行的。這些控制寄存器包括硬件控制寄存器（HCS）、硬件狀態(tài)寄存器（HSR）、軟件控制寄存器（SCR）、軟件狀態(tài)寄存器（SSR）、輔助軟件控制寄存器（ASCR）和輔助軟件狀態(tài)寄存器（ASSR）等，而器件中的緩沖器則通過主機讀／寫數(shù)據(jù)緩沖訪問端口來進行語言數(shù)據(jù)的操作。

　　CT8022包含兩個16字的數(shù)據(jù)緩沖區(qū)，通過它主機可以向CT8022發(fā)送數(shù)據(jù)，同時主機也可接收CT8022的數(shù)據(jù)。由于主機數(shù)據(jù)總線為8位，因此應根據(jù)HSTAB0選擇來訪問高／低字節(jié)，并由CT8022 內部的地址計數(shù)器產生訪問所需的地址。各個寄存器的地址如表1所列。

　　表中的HSTAB0用來選擇16位控制字的高8位或低8位。當HSTAB0為0時選擇低8位，為1時選擇高8位；訪問時先低8位，后高8位。

　　3 工作模式

　　CT8022主要的工作模式有：空模式、重放（解壓縮）模式和記錄（壓縮）模式。

　　在重放模式中，CT8022中的發(fā)送寄存器被激活，主機應向CT8022發(fā)送已被壓縮的數(shù)據(jù)，以對其進行解壓。當數(shù)據(jù)中斷時，CT8022將重復解壓發(fā)送寄存器內的數(shù)據(jù)，并將其發(fā)送到CODEC，直到主機重新發(fā)送有效數(shù)據(jù)。

　　當系統(tǒng)處于全雙工模式時，可同時進行語音的壓縮與解壓。

　　CT8022的編譯碼器循環(huán)模式為測試模式，可用于將CODEC送來的碼流不經壓縮而直接送回CODEC。

　　4 工作流程

　　4.1 初始化

　　在使用CT8022時，必須先對其進行初始化操作，過程如下：

　　（1）在系統(tǒng)加電或復位后，直到CONTROLREADY位有效。

　　（2）主機首先向SCR寫入設置CT8022為空模式的命令0000H。

　　（3）CT8022產生應答，并置HSR的STATUSREADY位。

　　（4）主機檢測到STATUSREADY位有效時，從SSR讀取狀態(tài)信息。

　　（5）主機向SCR寫入CODEC的配置命令。

　　（6）CT8022根據(jù)配置命令配置與CODEC的接口，并產生應答信息，同時置STATUSREADY位。

　　（7）主機檢測到STATUSREADY位有效時，從SSR讀取狀態(tài)信息。

　　4.2 寫控制字

　　在初始化完成后，主機便可寫入控制字，以規(guī)定CT8022的具體工作狀態(tài)。

　　下面以與ITU－G.723.1兼容的6.3kbits／s壓縮算法為例來說明設置CT8022為壓縮狀態(tài)的具體過程。假設CT8022已經初始化完成并處于空模式，而且CODEC接口符合G.723.1的要求。

　　（1）主機檢測HSR的CONTROLREADY位；

　　（2）通過向SCR寫入命令字5131H來設置速率為6.3kbit／s；

　　（3）CT8022通過SSR發(fā)出應答信號；

　　（4）主機檢測HSR的STATUSREADY位，檢測到該位后讀取SSR，并將STATUSREADY自動清零；

　　（5）向SCR寫入控制字5102H，使數(shù)據(jù)可以在主機讀／寫數(shù)據(jù)緩沖端口與CT8022內部寄存器自動交換；

　　（6）CT8022通過SSR響應命令；

　　（7）主機檢測HSR的STATUSREADY位，檢測到后讀取SSR，并將STATUSREADY自動清零；

　　（8）主機向SCR寫入控制字1C03H，表明主機將通過主機接收數(shù)據(jù)緩沖訪問端口讀取數(shù)據(jù)；

　　（9）CT8022完成內部同步，并產生應答；

　　（10）主機檢測HSR的STATUSREADY位，讀取SSR，并將STATUSREADY自動清零；

　　（11）至此，CT8022已處于記錄模式。可對由 CODEC發(fā)送來的數(shù)據(jù)以30ms的長度為一幀進行壓縮。

　　4.3 停止操作

　　若要停止記錄，可進行如下操作：

　　（1）向SCR寫入空模式命令字0000H，或執(zhí)行停止記錄命令5120H；

　　（2）CT8022停止對數(shù)據(jù)的壓縮，并清除RXReady位；

　　（3）CT8022向SSR寫入命令應答信息；

　　（4）主機檢測HSR的STATUSREADY位，檢測到后讀取SSR，并且將STATUSREADY自動清零。

　　5 應用電路

　　由CT8022和主機組成的語音壓縮應用電路框圖如圖3所示。