基于 ARM 内核的民用数字对讲机系统的设计
摘要 民用数字对讲机逐步替代传统的民用模拟对讲机已是大势所趋。为降低生产成本,本文提出了一项民
用数字对讲机的系统解决方案。该方案利用 SoC 技术,来设计民用数字对讲机的专用 ASIC 芯片。在分析
民用数字对讲机基本结构的基础上,本文对芯片设计的总体框架及某些关键模块如 ARM 微处理器和外围
接口、语音编/解码模块、基带和射频模块、时钟信号设计等作了详细介绍。
关键词 民用数字对讲机, 片上系统设计设计, 专用集成电路, ARM
1 引言
对讲机一般分为民用对讲机和集群对讲机两类。集群对讲机为集群系统用户专用,需要基站等控制设
施支持才能正常使用。民用对讲机不需要基站等设施,具有费率低、使用方便等特点,因此在物业管理、
生产制造等领域得到广泛应用。与传统的民用模拟对讲机相比,融入了数字调频等现代通信技术的民用数
字对讲机具有抗干扰能力强、语音清晰、易于加密等特点,而且还能提供短信息等附加业务。因此,民用
对讲机逐步数字化已是大势所趋。为此,国内外众多机构投入了大量的人力、物力进行研究和开发。国内
部分高校和有关公司于 2005 年 10 月召开“数字对讲机产业联盟”筹备工作会议协调相关事宜,以推动国内
民用数字对讲机产业的发展。
目前已有部分公司和结构推出了民用数字对讲机的样机。但是,此类对讲机往往是在集群数字对讲机基础
上改进而成,一般采用分离元件设计,结构复杂,成本较高,难以在市场上得到广泛推广。利用先进的
ASIC(专用集成电路)技术和 SoC(片上系统)技术,可以将众多分离元件的功能集成到一块芯片上,从而可以
增强设备稳定性、减小设备体积、降低生产成本。
2 民用数字对讲机的系统结构
民用数字对讲机主要由控制器、语音编/解码器、信道编/解码器、调制/解调器、射频模块 A/D 和 D/A 等部
分组成。其框图如图 1 所示。在相互通信之前,主/被叫双方相互交换信令信息来建立呼叫连接。呼叫建立
之后,用户输入的语音信号通过 A/D 变换,语音编码,信道编码,交织和调制以后送到射频模块发射;接
收端接收到无线电信号以后进行解调,信道解码,语音解码,D/A 变换后通过麦克输出。整个通信过程完
成之后,主/被叫双方再次交换信令信息来拆除呼叫连接。其中,主控模块负责各功能模块,协调系统资源。
图 1 民用数字对讲机的结构框图