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1、322005年9月北京广播学院学报(自然科学版)Sept12005第12卷第3期JOURNALOFBEIJINGBROADCASTINGINSTITUTEVol112,No13(SCIENCEANDTECHNOLOGY)2.4GHz无线数据传输系统高亮,周德扬,杨刚(中国传媒大学数据广播研究所,北京100024)摘要:本文介绍了一种利用TI的C5409DSP和TLV320AIC26Codec芯片以及Nordic公司的nRF24012.4GHz无线收发芯片实现的数字音频采集、播放和无线数据传输系统。具体讲解了TLV320AIC26与nRF2401
2、芯片的特点和使用方法以及DSP与之的硬件和软件设计。同时,还介绍了整个无线数据传输系统的设计思路和简明的通信协议。关键词:无线数据传输;CRC;帧同步;DSP;CODEC;nRF2401中图分类号:TN91414文献标识码:A文章编号:1007-8819(2005)03-0032-051引言2系统的基本结构和原理在众多国外著名半导体厂商花巨资投入蓝牙芯片和技术的研发中时,由于技术不能完全统一,实现相对复杂,成本难以降低等原因,蓝牙技术在国内的应用还非常少,而短距离无线数据传输又有着巨大的商机。Nordic公司最近推出的nRF2401芯片,把无线
3、数传的工作频率提升到2.4GHISM免许可证图1无线数据传输系统结构图频段。使用户迅速进入与世界同步的无线设计领域,最大限度的缩短了设计及生产时间,并且从一作为一个处于实验设计阶段的项目,硬件调开始就拥有完美的性能,可以替代蓝牙技术。笔试时做成通用硬件调试平台是很有必要的。本传者利用该芯片结合TI的CodecTLV320AIC26和输系统发送和接收都可在一个实验调试平台上通DSPC5409等芯片,设计实现了一套集数字音频过改变CPLD的连接设置和芯片的控制字配置来采集、播放和无线数据传输系统。并在该系统上实现。具体完成一套高保真无线数字MIC会
4、议系统的如图1所示,该系统总体可以分为DSP与解决方案。CPLD主控模块、音频CODEC模块、无线射频模块和AES数字音频接口模块四部分。工作在数据发送状态时,先由拾音设备将模拟音频信号送给高质量CODEC芯片AIC26,进行A/D转换,经48k采样,16bit量化后得到数据收稿日期:2004212228率为768kbps的单声道高保真语音信号数据流。第3期高亮等:2.4GHz无线数据传输系统33数据流再经由DSP的MCBSP串口高速传送到CODEC的“DSP传输时序”模式下完成,如图2、3DSP内部RAM,由DSP进行以下一系列处理:首所示。
5、此时AIC26工作在主模式下,声道的数据先将数据打包、加帧头、加校验码和填充数据以构率为768×2=1.536Mbps,BCLK管脚向MCBSP成传输帧,而后将数据经由另一MCBSP发送至无提供1.536M的发送、接收时钟,LRCK管脚提供线传输模块,以1Mbps的数据率,在2.4GHz的频48K的发送、接收帧同步时钟。段上以GFSK方式调制后进行无线发射。拾音设备送来的模拟音频信号经过AD转换工作在数据接收状态时,CPLD首先从无线后,由DOUT管脚输出。需要注意的是,虽然传输模块接收到的数据流中寻找帧头,在固定帧DOUT输出的数字音频信号有
6、两个声道,数据率间隔处连续找到三次帧头来确认双方建立帧同为1.536Mbps,但由于AIC26只提供单声道的AD步。同步确立后CPLD把数据和帧同步信号送给转换,它输出的两个声道的数据是完全一样的,仅DSP,由DSP完成去帧头、解包和校验的工作。最仅是做了简单的复制。所以DSP只需接收、处理终把接收到的数据流发给CODEC芯片,回放出一个声道的数据,然后经无线传输模块发送出去清晰的语音。即可。在接收端,DSP将接收到的一个声道的数下面详细介绍各个功能模块的特点。据复制到另外一个声道,经DIN口送到AIC26芯片做DA转换,就可以得到立体声回放。
7、2.1DSP与CPLD主控模块微处理器选用了TI公司的TMS320C5409DSP(后简称5409),其具有一个40bit的加法器和17×17bits的乘法器;片上外设方面有3个MCBSP串口和6个DMA;片内建有32kbitsRAM。5409的运算速度可以达到100MIPS,它的运算能图2音频数据流接口连接图力足以满足绝大多数无线通信领域的信号处理算法的需要。系统板上同时采用了一片ATF1508ASCPLD,其功能是用来控制整个系统的复位;完成DSP与其他芯片的接口连接转换;并在收状态时做帧同步检测。图3音频数据流通信时序图2.2音频CODE
8、C模块2.32.4G无线射频模块TLV320AIC26是一款性能十分强大的立体声编解码器,支持高至48kHz采样的单声道ADNordic公司的nRF2
