采用TMS320F206控制的同步调制解调器

介绍了一种采用数字信号处理器TMS320F206和调制解调芯片RC56D/SP设计的同步调制解调器。该调制器解调器能在多种信道上实现数据的同步传输,具有广泛的用途。

关键词：调制解调 同步 数字信号处理

随着数据通信的发展和普及,调制解调器的应用范围越来越广。归结起来,凡是需利用模拟信道实现数据传输的场合,都需要用调制解调器作为DCE,完成DTE与线路的连接。在很多场合,例如通过电力线通信专网传输各种自动化信息时,要求进行同步传输。但目前市售的调制解调器均只支持异步通信。针对这种情况,我们研制了同步调制解调器。该调制解调器选用支持同步通信的RC56D/SP调制解调器芯片组完成调制解调功能,采用TMS320F206数字信号处理器实现有关的智能控制。

1 RC56D/SP及TMS320F206简介

RC56D/SP是Conexant（原Rockwell）公司出品的56k调制解调芯片。RC56D/SP包括一片8bit的微控制器（MCU）和一片数据泵（MDP）,通过执行固化在1Mbit(128K×8)RAM和2Mbit(ROM/Flash ROM内的固件来完成操作。该器件采用TCM网格编码技术,兼容AT命令,支持V.42调制解调器链路存取协议（LAPM）和MNP10纠错协议,支持V.80同步传输协议。在同步方式下,发送时钟可采用内部、外部及从时钟三种方式,且内置锁相环具有时钟提取功能,可从接收的同步数据流里提取与对端发送时钟完全同频同相的时钟信号作为自身及DTE的接收时钟,该芯片最高可支持33.6K/s的同步速率。

TMS320F206的CPU时钟频率为20MHz,具有丰富的片内外资源,且拥有功能强大的异步及同步串行口。

其异步串行口具有最大传输速率的全双工发送和接收操作,数据的传送通过发送器上的发送引脚（TX）和接收器上的接收引脚（RX）来完成。通过异步串行口控制寄存器（ASPCR）可以将IO0～IO3四个I/O口配置为握手控制信号以改善信号传输质量。

其同步串行口的发送和接收均涉及到一个4级先进先出（FIFO）缓冲器。通过减少传送过程中出现的发送或接收中断的数量,FIFO缓冲器可减少CPU的开锁（在发送或接收数据时）。同步串行口的操作时钟可由内部产生,也可来自一个外部时钟源。采用内部时钟方式时,发送和接收操作的最大速率为CPU时钟频率除以2.采用外部时钟源时,数据传输速率将随着外部时钟源变化。

同步串行口的数据发送和接收操作必须上相应的发送帧同步脉冲（FSX）和接收帧同步脉冲（FSR）启动。FSX既可由内部产生,也可由外部产生。FSR必须由外部产生。

同步串行口有连续及突发两种操作模式,可支持一系列应用。在连续模式下,只需要一个帧同步脉冲就可以连续发送或接收多个软件包;在突发模式下,在每一个帧同步脉冲之后只允许发送或接收一个16bit单字。具有内部帧同步的连续发送时序和具有外部帧同步的连续接收时序分别如图1（a）和图1（b）所示。

同步串行口具有发送中断（XINTs）和接收中断（RINTs）两个硬件中断,它通知处理器FIFO缓冲器需要服务。通过对中断产生条件进行适当的设置,可使数据的发送和接收连续不断地进行。

2 硬件电路设计及其工作原理

系统硬件电路原理框图如图2所示。调制解调器采用异步连接同步传输的工作方式,即在异步方式下进行连接,建立连接后进入同步传输状态。由于TMS320F206及MCU都为TTL电平,故它们之间可直接相连。异步串行口及同步串行口具体连线见图3和图4。调制解调器异步和同步数据使用MCU上的相同数据口。因此MCU发送引脚上的数据即为从DTE过来将要发送出去的数据,而接收引脚上的数据为已经解调的对端数据,故TMS320F206的异步或同步数据发送（TXD）和接收（RXD）引脚对应相连。由于MCU异步功能仅用于调制解调器的设置及连接,故可不使用流量控制功能,即握手信号可不用。所以将MCU的RTS及DTR引脚接地,使其长期有效。

TMS320F206数据发送采用外部时钟、内部帧同步及连续模式。接收则采用外部时钟及连接模式,接收帧同步脉冲由MCU控制产生。当调制解调器建立连接且MCU接收到第一帧数据时,将控制脉冲形成电路产生一脉冲宽度与同步接收时钟周期相同的单个脉冲,启动TMS320F206接收数据。因系统在无有用数据时也长发一监测信号以保护连接状态,故除非断送,数据接收一经启动就不会停止。TMS320F206的发送时钟（TXCLK）及接收时钟（RXCLK）均由调制解调器提供。