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基于ARM的通信终端硬件设计

2012-10-19朱承

河南科技 2012年22期
关键词:话音有线手柄

朱承

(重庆电子工程职业学院, 重庆 401331)

通信终端是计算机网络技术与通信技术发展相结合的发展产物,操作者可以依靠在现场的通信终端与远隔千里之外的用户进行通信联络,目前的通信终端主要有有线通信终端和无线通信终端两种模式。

1 通信终端的组成及工作原理

通信系统主要由控制中心、通信网、通信终端、用户终端、车通/手柄组成。通信终端在通信系统中作为通信系统末端通信控制设备使用,具有模拟有线、模拟无线、数字有线、数字无线接入能力,使用户终端通过通信终端与多种通信网络实现互联,从而与控制中心进行数据与话音通信。

根据通信终端功能划分需要,通信终端内部需置入模拟有线接入模块、模拟无线接入模块、数字有线接入模块、数字无线接入模块、车通接入模块、手柄接入模块、以及为解决通信终端内部话音转接需要的话音交换模块和硬件平台处理器和外围电路。其组成框图图1。

图1 通信终端组成框图

为方便实现通信终端各接口单元的话音与车通或手柄进行话音转换,内部设置话音交换矩阵电路作为交换枢纽中心,使话音灵活转接。通信终端各类硬件接口的数据输入输出均与 ARM 处理器连接,由处理器对每个接口分配唯一编号,然后处理器对各硬件接口的数据进行解析、处理、转发等操作。

2 通信终端硬件电路设计

2.1 通信终端处理器选型

选用三星公司生产的带ARM920T 处理器核的32 位微控制器 S3C24l0 作为通信终端的处理器,该处理器运行速度快,能同时满足对各硬件接口单元的访问、数据收发、数据解析处理。存贮空间大,能进行较大数据量的存贮转发,并且方便进行存贮空间的扩充。支持嵌入式Linux 操作系统,支持在Linux 操作系统下多线程的并行操作,并且便于软件更新、升级需要。

2.2 模拟有线接口电路

通信终端通过模拟有线接口电路单元接入模拟有线通信网,实现与控制中心的数据话音通信。在S3C2410 处理器的控制下,接收模拟有线通信网的数据经变压器匹配、数据话音切换开关传输,调制解调器解调后送到处理器;发送模拟有线通信网的数据需经调制解调器调制、放大电路幅度放大、数据话音切换开关传输送至变压器后,送到二线。

2.3 模拟无线接口电路

通信终端通过模拟无线接口电路单元接入模拟无线通信网,实现与控制中心的数据话音通信。针对模拟无线传输体制,模拟无线接口电路在数据话音发送前,先将非平衡信号转换为平衡信号,并且将模拟无线接入设备的发送 PTT置为发送状态,再送往模拟无线接入设备。数据话音不能通时传送,收发状态必须在处理器的控制下分时进行。接收的数据经调制解调器解调后送到处理器,发送的数据经调制解调器调制后送到二线。

2.4 数字有线接口电路

通信终端通过数字有线接口电路单元接入数字有线通信网,实现与控制中心的数据话音通信。

由可编程逻辑电路将提供的 20MHZ 主时钟通过分频器分出4096K 时钟,16K 时钟、32K 时钟,其中4096K 时钟提供给K 口芯片需要使用,16K 时钟提供给CVSD 编解码器使用,32K 时钟供可编程逻辑电路内部使用。发送时采取数据和话音合并进行,S3C2410 处理器通过8 位数据总线对HDLC芯片进行控制,数据在16K 时钟的下降沿被采样,然后发送到可编程逻辑单元,而来自话音交换矩阵的话音则经过CVSD 编码后也送到可编程逻辑单元。

2.5 数字无线接口电路

通信终端通过数字有线接口电路单元接入数字无线通信网,实现与控制中心的数据话音通信。

话音交换矩阵直接与数字无线接入设备的话音基带信号相连接,手柄和车通的话音PTT 控制线直接控制数字无线接入设备的话音控发。由于数字无线接入设备数据接口为串行通信模式,接口电平为TTL 电平,接入时,需将进行TTL电平与RS232 电平的转换。提取数字无线接入设备帧跳频信号FCP 是数字无线接口电路的关键,可编程逻辑电路对接收FCP 信号进行统计,并将统计结果实时汇报给S3C2410 处理器,S3C2410 处理器以此来进行TDMA 的时隙划分。

2.6 车通接口电路

通信终端通过车通接口电路单元接入数字车通,实现车通通话功能。根据车通接口特性,确定通信终端车通接口连接形式接参数,目前接入的车通输入输出阻抗均为600Ω,车通信号为平衡输入245mv,输出非平衡信号750mv。由于话音交换矩阵输入输出的话音信号均为非平衡信号,因此,首先将话音交换矩阵的信号经过非平衡至平衡转换电路进行转换后,再与车通输入端连接。

2.7 手柄接口电路

通信终端通过手柄接口电路单元接入手柄,实现利用手柄通话功能。根据手柄接口特性,确定通信终端手柄接口连接形式接参数,目前接入的手柄输入输出阻抗均为600Ω,手柄信号为非平衡输入5v,非平衡输出5~10mv。手柄接口电路相对简单一些,只需在话音交换矩阵的信号与手柄信号之间增加一级运算放大电路进行幅度调整和阻抗匹配即可。

2.8 话音交换矩阵电路

话音交换矩阵作为通信终端内部话音交换中心,实现各硬件接口话音信号之间的内部转接。话音交换矩阵的交换能力,须能满足模拟有线接口、模拟无线接口、数字有线接口、数字无线接口与车通接口或手柄接口的话音转换。同时须完成话音信号转接后的信号幅度匹配。

3 结束语

通信终端是通信系统的核心部分之一,本文根据通信终端的功能需求,论述了一个基于 ARM 的通信终端的实现方案,对模拟有线通信接口、数字有线通信接口、模拟无线通信接口、数字无线通信接口等硬件电路的设计进行了详细阐述,用以实现控制中心利用多种通信链路与用户终端的信息交互。

[1]陈显治 “现代通信技术” 电子工业出版社2000年

[2]吴伟陵 “移动通信中的关键技术”北京邮电大学出版社2001年

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