AMBE-1000在语音压缩中的应用

    关键词：AMBE-1000声码器 TLC32044 语音压缩

1 概述

根据对语音构成的分析，应运而生了多种对音频信号的压缩编码算法，如CELP、RELP、VSELP、MP-MLQ、LPC-10MBE等，它们通过不同的算法，实现对音频信号的压缩。这些压缩编码算法的压缩率、语音质量各有所长，其中美国DVSI（Digital Voice System .Inc）公司提出的先进多带激励AMBE（Advanced Multi-Band Excitation）压缩编码算法是其中的杰出代表。AMBE是基于MBE技术的低比特率、高质量语音压缩算法，具有语音音质好和编码波特率低等优点，并植于DVSI公司的AMBE-1000语音压缩芯片内。该芯片是一高性能的多速率语音编码/解码芯片，其语音编码/解码速率可以在2400～9600b/s之间，以50b的间隔变化。在芯片内部有相互独立的语音编码和解码通道，可同时完成语音的编码和解码任务；并且所有的编码和解码操作都在芯片内部完成，不需要外扩的存储器。AMBE-1000的这些特性使它非常适合于数字语音通信、加密语音通信以及其它需要对语音进行数字处理的场合。
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2 AMBE-1000的工作原理及硬件接口

2.1 基本工作流程

简单地说，AMBE-1000的工作过程如图1所示。AMBE-1000可看成由两个分开的编码器和解码器组成。编码器接收8kHz的语音数据采样流（如16位线性的，8位A律的或8位U律的）和输出一个期望的波特率的信道数据流。反之，解码器接收一个信道数据流并合成一个语音数据流。AMBE-1000的编码器和解码器的接口时序是完全异步的。

2.2 信道接口

信道接口用于描述从编码器输出的压缩比特流和输入到解码器的压缩比特流。该接口也可输出状态信息，例如可以检测是否有双音多频（DTMF）的语音信号输入。此外，该接口对编/解码器执行更复杂的控制操作（通常在初始化时）。这些控制功能包括语音和纠错码速度的选择、A/D-D/A芯片的设备。在多数的语音传输系统中，实际编码比特流以一定格式从信道中摘录出来，并和系统信息合在一起构成系统传送数据流，通过传输信道发送；在接收端被摘录出来，并通过解码器构成AMBE-1000所需格式的数据流。

AMBE-1000有多种工作模式：并行和串行、有帧和无帧格式、主动和被动。其中，并行被动帧模式是最灵活和实用的一种工作模式。通过上拉电阻和拨位开关与相应的接口选择引脚相连，就可以选择相应的工作模式。通过采用上述的方法，就可通过选择开关在2400～9600b/s和50～4750b/s间自由选择语音速率和纠错码速率。在串行主动模式下，AMBE-1000的工作时钟为27MHz，CHS_O_CLK的时钟为4.5MHz（27MHz/6），即在0.22μs内需读取1位数据。即使单片机工作在24MHz下，也无法读取该数据，故须采用被动方式，这样就可以自己设置CHS_O_CLK的时钟，可该时钟也需要满足在20ms内能够读取34字节的数据（即1帧数据）；同时并口占用较多的接口资源，故采用串行被动帧模式，其硬件连接如图2所示。

    2.3 数据格式

AMBE-1000的数据在有帧格式下，每帧由17个字组成。编码器每20ms输出17个字，而解码器则要接收17个字。每帧的前5个字由帧标志（Header）、识别标志（ID）、状态（输出）或控制（输入）信息组成，其余的12个字构成编码/解码数据。这12个字共192位是AMBE-1000以9600b/s方式工作的最大数据率（192b/帧×50帧/s=9600b/s）。当编码/解码的数据率低于9600b/s时，不足的位补0。需要注