智能多业务语音片上系统设计

智能多业务语音片上系统设计

一国家数字交换系统工程技术研究开发中心■吉林大学

一华中科技大学

虎艳宾

宋冰洁刘浩邹雪城

遵循ＳｏＣ的设计方法学，在ＡｌｔｅｒａＣｙｃｌｏｎｅＩＩ芯片中实现基于ＮｉｏｓＩＩ处理器的智能语音芯片片上系统。…芯片设计采用独特的三总线结构，可提供多迭２５６路符合ＩＴＵＧ。７１１或Ｇ．７２６的语音链路，满足通信运一一营商对程控交换设备语音增值业务发展与ＩＰ语音业务快速发展的需求，并根据实际业务特点提出系统状态控制的数据结构。

关键词ＳｏＣ程控交换语音业务数据结构

引言

在中国ＩＴ行业快速发展的背景下，社会以及用户需求的多样性使电信设备运营商、服务提供商面临越来越多的竞争压力。提高竞争力、加快业务开发能力、设计符合市场需求的产品和业务是关键所在。生存中创新和创新中发展已经成为必须面对和不得不解决的问题。本文采用ＳＯｃ设计方法在Ａｌｔｅｒａ中高端ＦＰＧＡ器件实现可应用于电信多业务交换平台的智能语音处理系统芯片。系统设计的关键在于片上系统三总线结构独特设计、ｓＤＲＡＭ（内存）控制器设计以及与系统主机之间共享信箱协议的制定。

１系统设计

智能语音处理系统的设计实现基于ＣｙｃｌｏｎｅＩＩＥＰ２Ｃ３５［１２］器件。系统的核心处理功能与几乎全部系统功能模块全部通过ＬｏｇｉｃＬｏｃｋ的功能在ＦＰＧＡ内实现。嵌入式处理器软核ＮｉｏｓＩＩ作为智能语音处理系统的主处理器，用来管理单板的运行，负责协调系统各模块之间工作，控制它们的工作状态及各外设的操作；通过通信共享信箱单元，实现与程控交换机主机系统的通信，接受系统的管理和调度；借助以太网口从系统服务器下载系统运行程序和各种不同的语音数据。

ＮｉｏｓＩＩ处理器是具有最多６级流水线（Ｆｅｔｃｈ，Ｄｅ—ｃｏｄｅ，Ｅｘｅｃｕｔｅ，Ｍｅｍｏｒｙ，Ａｌｉｇｎ，Ｗｒｉｔｅｂａｃｋ）的３２位改进哈佛ＲＩＳＣ结构软核处理器。多达２５６条用户可定制指令可帮助用户创建一个最适合他们需求的嵌入式系统。ＮｉｏｓＩＩ处理器高速缓存的实现是采用简单的直接映射的连续写入结构，这种结构设计能够用最少的器件资源消耗获得最高的性能，在ＣｙｃｌｏｎｅＩＩ器件中可以获得超过１６６ＤＭＩＰＳ的性能。

有别于传统的Ｈａｒｖａｒｄ体系中双总线结构，本系统设计采用三总线结构：内存（ＳＤＲＡＭ）专用高速总线、ＲＯＭ—ＤＩｓＫ（Ｆｌａｓｈ）专用总线和与系统主机之间通信的共享信箱总线。满足ＲＯＭＤＩＳＫ、内存和共享信箱总线三者之间大流量的数据传输，同时保证系统可以处理更多的任务。这样的体系结构为系统提供并发执行效率，提高处理器的利用率；多任务之间数据快速交换有效缩减等待时间，提高多任务处理的效率。

语音数据缓冲区和Ｇ．７１１／Ｇ７２６协议处理器根据系统的要求向用户提供包含基本语音、辅导语音、各种特色语音在内，基于ＩＴＵＧ７１１／Ｇ．７２６语音压缩协议的数据链路，为系统提供３２路～２５６路速率１６～６４ｋｂｐｓ语音通道，以１～８条２Ｍｂｐｓ的高速ＰＣＭ链路提供给系统使用。ＵＡＲＴ被用作系统调试接口。系统功能框图如图１所示。

２业务流程

智能语音片上系统的主要工作是，满足程控交换机系统和ＩＰ交换机系统的语音业务类型和智能语音业务需求。基本语音存储和辅导语音固化在本板的ＲＯＭＤＩＳＫ中，操作系统可以在上电初始化、操作系统装载以及文件系统加载完成后，利用三总线架构将ＲＯＭＤＩＳＫ中存储的各种常用的语音数据转存到内存中。同时为了满足业务的多样性和灵活性，系统能够从服务器网络接收各种特色语音数据：如天气预报、广告数据以及用户的留言信息

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