專利名稱：基帶片上系統(tǒng)芯片和對講機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
基帶片上系統(tǒng)芯片和對講機(jī)
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及數(shù)字對講機(jī)，尤其是涉及一種用于數(shù)字對講機(jī)的基帶片上系統(tǒng)芯片。背景技術(shù)：
對講機(jī)廣泛應(yīng)用于公安、交通警察、保安等公共安全部門，應(yīng)用于鐵路貨場調(diào)度、 港口、機(jī)場、輪船通信、單位內(nèi)指揮調(diào)度等，還可以用于旅游、家用，社會意義顯著。無線電對講機(jī)在設(shè)計技術(shù)方面，可分為模擬通信技術(shù)的模擬對講機(jī)以及采用數(shù)字技術(shù)進(jìn)行設(shè)計的數(shù)字對講機(jī)。模擬對講機(jī)是將儲存的信號調(diào)制到對講機(jī)傳輸頻率上，而數(shù)字對講機(jī)則是將語音信息數(shù)字化，以數(shù)字編碼形式傳播，也就是對講機(jī)傳輸頻率上的全部調(diào)制均為數(shù)字。隨著無線電通信技術(shù)的發(fā)展，人們對無線通信的質(zhì)量有了更高的要求，但無線電頻譜資源又日益缺乏。與模擬對講機(jī)相比，數(shù)字對講機(jī)提供更豐富的業(yè)務(wù)類型、更強大的鑒權(quán)方式、更靈活的加密方式以及更豐富和更開放的用戶界面。雖然數(shù)字對講機(jī)具有眾多優(yōu)點，但是目前數(shù)字對講機(jī)集成化程度不高，僅有部分模塊集成。難以達(dá)到小型化、輕巧化的要求。

發(fā)明內(nèi)容基于此，有必要提供一種高度集成的基帶片上系統(tǒng)芯片，使其可以方便地用于數(shù)字對講機(jī)。一種基帶片上系統(tǒng)芯片，包括中央處理器；通過先進(jìn)高性能總線與所述中央處理器連接的存儲單元、DMA控制器、中斷控制器和多端口存儲器控制器；接入先進(jìn)外設(shè)總線的通用異步接收/發(fā)送模塊、通用并行輸入輸出接口、視頻接口和語音編碼模塊；以及與所述語音編碼模塊連接的音頻數(shù)模轉(zhuǎn)換/模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊；所述先進(jìn)外設(shè)總線通過先進(jìn)外設(shè)總線橋與所述先進(jìn)高性能總線連接。優(yōu)選地，還包括接入所述先進(jìn)外設(shè)總線的實時時鐘。優(yōu)選地，還包括接入所述先進(jìn)外設(shè)總線的看門狗定時器。優(yōu)選地，還包括接入所述先進(jìn)外設(shè)總線的功率控制模塊。優(yōu)選地，還包括接入所述先進(jìn)外設(shè)總線的信道編碼模塊。優(yōu)選地，還包括接入所述先進(jìn)外設(shè)總線的模擬信號調(diào)制解調(diào)模塊和所述模擬信號調(diào)制解調(diào)模塊連接的數(shù)模轉(zhuǎn)換/模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊。優(yōu)選地，還包括與所述中央處理器連接的測試模塊。一種對講機(jī)，包括基帶片上系統(tǒng)芯片、顯示單元、鍵盤、麥克風(fēng)和揚聲器，所述基帶片上系統(tǒng)芯片包括中央處理器；通過先進(jìn)高性能總線與所述中央處理器連接的存儲單元、DMA控制器、中斷控制器和多端口存儲器控制器；接入先進(jìn)外設(shè)總線的通用異步接收/ 發(fā)送模塊、通用并行輸入輸出接口、視頻接口和語音編碼模塊；以及與所述語音編碼模塊連接的音頻數(shù)模轉(zhuǎn)換/模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊；所述先進(jìn)外設(shè)總線通過先進(jìn)外設(shè)總線橋與所述先進(jìn)高性能總線連接；所述顯示單元與所述視頻接口連接、所述鍵盤與通用并行輸入輸出接口連接、所述麥克風(fēng)和揚聲器均與音頻數(shù)模轉(zhuǎn)換/模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊連接。優(yōu)選地，還包括射頻調(diào)制解調(diào)模塊，所述基帶片上系統(tǒng)芯片還包括接入所述先進(jìn)外設(shè)總線的模擬信號調(diào)制解調(diào)模塊和所述模擬信號調(diào)制解調(diào)模塊連接的數(shù)模轉(zhuǎn)換/模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊，所述射頻調(diào)制解調(diào)模塊與所述數(shù)模轉(zhuǎn)換/模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊連接。優(yōu)選地，還包括測試接口，所述基帶片上系統(tǒng)芯片還包括測試模塊，所述測試接口與所述測試模塊連接。上述基帶片上系統(tǒng)芯片整合了多數(shù)數(shù)字化的功能模塊，具有很高的集成度，是基于整個基帶的芯片?？煞蠑?shù)字對講機(jī)小型化、輕巧化的需求。

圖1為一實施例的基帶片上系統(tǒng)芯片的模塊圖；圖2為一實施例的對講機(jī)的模塊圖。
具體實施方式如圖1所示，為一實施例的基帶片上系統(tǒng)(System On Chip, S0C)芯片。該芯片包括中央處理器100，優(yōu)選地采用ARM946E-S ；通過先進(jìn)高性能總線(Advanced High performance Bus, AHB)400與中央處理器 100連接的存儲單元201、DMA控制器202、中斷控制器203和多端口存儲器控制器204 ；接入先進(jìn)外設(shè)總線(Advanced Peripheral Bus, APB) 500的通用異步接收/發(fā)送模塊(Universal Asynchronous Receiver/Transmitter, UART) 301、通用并行輸入輸出接口 (General Purpose Input/Output，GPIO) 302、視頻接口 303、實時時鐘 304、看門狗定時器305、功率控制模塊306和語音編碼模塊307 ；與語音編碼模塊307連接的音頻數(shù)模轉(zhuǎn)換/模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊308。先進(jìn)外設(shè)總線500通過先進(jìn)外設(shè)總線橋與先進(jìn)高性能總線400連接。語音編碼是 MPD-CELP (Multiple pulse distribution Code Excited Linear Prediction，多重脈沖散布代數(shù)碼本激勵線性預(yù)測)算法。它是一種混合語音編碼算法，速率為41A/S，其質(zhì)量已經(jīng)達(dá)到4. 751ib/s AMR算法的水平。41ib/s MPD-CELP的幀長定為20ms，每幀分為兩個子幀進(jìn)行處理。編碼后得到80比特。片內(nèi)的存儲單元201為靜態(tài)隨機(jī)存取存儲器(Static Random Access Memory, SRAM)，如64KB的SRAM。SRAM可用作代碼和數(shù)據(jù)的存儲，SRAM支持8位16位和32位訪問。 此外還可通過多端口存儲器控制器204可連接片外閃存(FLASH)存儲器系統(tǒng)。如集成了 8M 字節(jié)FLASH存儲器系統(tǒng)，該存儲器可用作代碼和數(shù)據(jù)的存儲，對FLASH存儲器的編程可通過幾種方法來實現(xiàn)，可通過串口進(jìn)行在系統(tǒng)編程也可以在應(yīng)用程序運行時進(jìn)行，在應(yīng)用編程這樣為數(shù)據(jù)存儲和現(xiàn)場固件升級都帶來了極大的靈活性。中斷控制器203為向量中斷控制器(Vector Interrupt Controller，VIC)，接收所有的中斷請求輸入并將它們編程分配為3類FIQ、向量IRQ和非向量IRQ。可編程分配機(jī)制意味著不同外設(shè)的中斷優(yōu)先級可以動態(tài)分配和調(diào)整。
4[0028]管腳連接模塊允許將微控制器的管腳配置為不同的功能配置寄存器控制連接管腳和片內(nèi)外設(shè)的多路開關(guān)應(yīng)當(dāng)在激活外設(shè)以及使能任何相關(guān)的中斷之前將外設(shè)連接到相應(yīng)的管腳任何一個被使能的外設(shè)如果其沒有映射到相關(guān)的管腳對它的激活將被認(rèn)為是未定義的。通用異步接收/發(fā)送模塊(UART) 301采用標(biāo)準(zhǔn)RS232九針接口，提供一個完全的調(diào)制解調(diào)器控制握手接口，也可以只使用發(fā)送和接收數(shù)據(jù)線做三線傳輸。沒有連接到特定外設(shè)功能的管腳由通用并行輸入輸出接口(GPI0)302寄存器進(jìn)行控制管腳可以動態(tài)配置為輸入或輸出。寄存器可以同時對任意數(shù)量的輸出口進(jìn)行置位清零、輸出寄存器的值以及管腳的當(dāng)前狀態(tài)。視頻接口303 采用 SPI Gerial Peripheral Interface，串行外設(shè)接口)，SPI 是一個全雙工的串行接口。視頻接口 303設(shè)計成可以處理在一個給定總線上有多個互連的主機(jī)和從機(jī)時，在一定數(shù)據(jù)傳輸過程中，接口上只能有一個主機(jī)和一個從機(jī)能夠通信。在一次數(shù)據(jù)傳輸中，主機(jī)總是向從機(jī)發(fā)送一個字節(jié)數(shù)據(jù)而從機(jī)也總是向主機(jī)發(fā)送一個字節(jié)數(shù)據(jù)。實時時鐘(Real Time Clock, RTC) 304提供一套寄存器用于測量系統(tǒng)上電和下電操作的時間。RTC在掉電模式下消耗的功率非常低這使其適合于由電池供電的CPU不連續(xù)工作(空閑模式)的系統(tǒng)。看門狗定時器305的用途是使微控制器在進(jìn)入錯誤狀態(tài)經(jīng)過一段時間后復(fù)位。當(dāng)看門狗定時器305處于工作狀態(tài)時，如果沒有在預(yù)設(shè)的時間內(nèi)喂看門狗它將會產(chǎn)生一次系統(tǒng)復(fù)位。功率控制模塊306對系統(tǒng)所有單元的功率消耗進(jìn)行優(yōu)化控制。支持兩種節(jié)電模式空閑模式(IDL)和掉電(PD)模式。空閑模式下指令的執(zhí)行被掛起直到發(fā)生復(fù)位或內(nèi)部中斷為止，使處理器、存儲器系統(tǒng)和相關(guān)控制器以及內(nèi)部總線不再消耗功率。掉電模式下 PLL(Phase Lock Loop，鎖相環(huán))關(guān)閉，芯片沒有任何內(nèi)部時鐘，芯片管腳的邏輯電平保持靜態(tài)，芯片的功耗降低到幾乎為零。此外，外設(shè)的功率控制特性寄存器允許獨立關(guān)閉應(yīng)用中不需要的外設(shè)，這樣進(jìn)一步降低了功耗。功率控制模塊306同時控制系統(tǒng)復(fù)位，保證中央處理器100執(zhí)行指令同時模擬電路工作正常。功率控制模塊306還負(fù)責(zé)控制PLL，由外部引入的晶振產(chǎn)生中央處理器100、AHB總線400和APB總線500的時鐘。語音編碼模塊307負(fù)責(zé)將音頻數(shù)模轉(zhuǎn)換/模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊308輸出數(shù)據(jù)通過APB總線500提供給中央處理器100使用，同時負(fù)責(zé)將通過APB總線500產(chǎn)生的語音數(shù)據(jù)輸出到音頻數(shù)模轉(zhuǎn)換/模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊308。基本功能簡單，包括16位并行接口、APB總線接口、長度待定的FIFO和中斷生成邏輯四部份。進(jìn)一步地，該基帶片上系統(tǒng)芯片還包括接入先進(jìn)外設(shè)總線500的信道編碼模塊 309和模擬信號調(diào)制解調(diào)模塊310。數(shù)模轉(zhuǎn)換/模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊311與模擬信號調(diào)制解調(diào)模塊310連接。模擬信號調(diào)制解調(diào)模塊310可采用DAC1208系列，其包括與微處理器直接兼容的 12位數(shù)模轉(zhuǎn)換。基本結(jié)構(gòu)由12位輸入緩存器、12位DAC寄存器、12位D/A轉(zhuǎn)換電路以及轉(zhuǎn)換控制電路組成，能和CPU數(shù)據(jù)總線直接相連，屬于中速轉(zhuǎn)換器，大約在Ius內(nèi)將一個數(shù)字輸入轉(zhuǎn)換為模擬輸出。采用雙緩沖、單緩沖或直接數(shù)字輸入，邏輯輸入符合TTL電壓電平規(guī)范，能獨立操作，Ius電流穩(wěn)定時間，低功耗設(shè)計，參考電壓-10 +10V，+5 +15V單電源。[0038]而模數(shù)轉(zhuǎn)換則由MAX180完成，MAX180為12路模擬輸入逐次逼近型A/D轉(zhuǎn)換器，其結(jié)構(gòu)由12位逐次逼近模/數(shù)轉(zhuǎn)換器、8通道多路選擇、3位地址鎖存等，最高IOOkHz采樣， 輯輸入符合TTL電壓電平規(guī)范快速并行8/16位接口，Ilmw功耗。進(jìn)一步的，該基帶片上系統(tǒng)芯片還包括測試模塊，如ETM9。如圖2所示，為一實施例的對講機(jī)的模塊圖。該對講機(jī)包括基帶片上系統(tǒng)芯片、顯示單元、鍵盤、麥克風(fēng)和揚聲器。該基帶片上系統(tǒng)芯片包括中央處理器100，優(yōu)選地采用ARM946E-S ；通過先進(jìn)高性能總線(AHB)400與中央處理器100連接的存儲單元201、DMA控制器202、中斷控制器203和多端口存儲器控制器204 ；接入先進(jìn)外設(shè)總線(APB) 500的通用異步接收/發(fā)送模塊(UART) 301、通用并行輸入輸出接口(GPIO) 302、視頻接口 303、實時時鐘304、看門狗定時器305、功率控制模塊306 和語音編碼模塊307 ；與語音編碼模塊307連接的音頻數(shù)模轉(zhuǎn)換/模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊308 ；先進(jìn)外設(shè)總線500 通過先進(jìn)外設(shè)總線橋與先進(jìn)高性能總線400連接。顯示單元與視頻接口 303連接、鍵盤與通用并行輸入輸出接口 302連接、麥克風(fēng)和揚聲器均與音頻數(shù)模轉(zhuǎn)換/模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊308連接。進(jìn)一步地，該對講機(jī)還包括射頻調(diào)制解調(diào)模塊，基帶片上系統(tǒng)芯片還包括接入先進(jìn)外設(shè)總線500的模擬信號調(diào)制解調(diào)模塊310和模擬信號調(diào)制解調(diào)模塊310連接的數(shù)模轉(zhuǎn)換/模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊311，射頻調(diào)制解調(diào)模塊與數(shù)模轉(zhuǎn)換/模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊311連接。進(jìn)一步地，該對講機(jī)還包括測試接口，基帶片上系統(tǒng)芯片還包括測試模塊，測試接口與測試模塊連接。測試接口采用JTAG(Joint Test Action Group)。以上所述實施例僅表達(dá)了本發(fā)明的幾種實施方式，其描述較為具體和詳細(xì)，但并不能因此而理解為對本發(fā)明專利范圍的限制。應(yīng)當(dāng)指出的是，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)，這些都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。因此，本發(fā)明專利的保護(hù)范圍應(yīng)以所附權(quán)利要求為準(zhǔn)。
權(quán)利要求1.一種基帶片上系統(tǒng)芯片，其特征在于，包括中央處理器；通過先進(jìn)高性能總線與所述中央處理器連接的存儲單元、DMA控制器、中斷控制器和多端口存儲器控制器；接入先進(jìn)外設(shè)總線的通用異步接收/發(fā)送模塊、通用并行輸入輸出接口、視頻接口和語音編碼模塊；以及與所述語音編碼模塊連接的音頻數(shù)模轉(zhuǎn)換/模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊；所述先進(jìn)外設(shè)總線通過先進(jìn)外設(shè)總線橋與所述先進(jìn)高性能總線連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基帶片上系統(tǒng)芯片，其特征在于，還包括接入所述先進(jìn)外設(shè)總線的實時時鐘。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基帶片上系統(tǒng)芯片，其特征在于，還包括接入所述先進(jìn)外設(shè)總線的看門狗定時器。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基帶片上系統(tǒng)芯片，其特征在于，還包括接入所述先進(jìn)外設(shè)總線的功率控制模塊。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基帶片上系統(tǒng)芯片，其特征在于，還包括接入所述先進(jìn)外設(shè)總線的信道編碼模塊。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基帶片上系統(tǒng)芯片，其特征在于，還包括接入所述先進(jìn)外設(shè)總線的模擬信號調(diào)制解調(diào)模塊和所述模擬信號調(diào)制解調(diào)模塊連接的數(shù)模轉(zhuǎn)換/模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基帶片上系統(tǒng)芯片，其特征在于，還包括與所述中央處理器連接的測試模塊。
8.一種對講機(jī)，其特征在于，包括基帶片上系統(tǒng)芯片、顯示單元、鍵盤、麥克風(fēng)和揚聲器，所述基帶片上系統(tǒng)芯片包括中央處理器；通過先進(jìn)高性能總線與所述中央處理器連接的存儲單元、DMA控制器、中斷控制器和多端口存儲器控制器；接入先進(jìn)外設(shè)總線的通用異步接收/發(fā)送模塊、通用并行輸入輸出接口、視頻接口和語音編碼模塊；以及與所述語音編碼模塊連接的音頻數(shù)模轉(zhuǎn)換/模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊；所述先進(jìn)外設(shè)總線通過先進(jìn)外設(shè)總線橋與所述先進(jìn)高性能總線連接；所述顯示單元與所述視頻接口連接、所述鍵盤與通用并行輸入輸出接口連接、所述麥克風(fēng)和揚聲器均與音頻數(shù)模轉(zhuǎn)換/模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊連接。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的對講機(jī)，其特征在于，還包括射頻調(diào)制解調(diào)模塊，所述基帶片上系統(tǒng)芯片還包括接入所述先進(jìn)外設(shè)總線的模擬信號調(diào)制解調(diào)模塊和所述模擬信號調(diào)制解調(diào)模塊連接的數(shù)模轉(zhuǎn)換/模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊，所述射頻調(diào)制解調(diào)模塊與所述數(shù)模轉(zhuǎn)換/模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊連接。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的對講機(jī)，其特征在于，還包括測試接口，所述基帶片上系統(tǒng)芯片還包括測試模塊，所述測試接口與所述測試模塊連接。
專利摘要一種基帶片上系統(tǒng)芯片，包括中央處理器；通過先進(jìn)高性能總線與所述中央處理器連接的存儲單元、DMA控制器、中斷控制器和多端口存儲器控制器；接入先進(jìn)外設(shè)總線的通用異步接收/發(fā)送模塊、通用并行輸入輸出接口、視頻接口和語音編碼模塊；以及與所述語音編碼模塊連接的音頻數(shù)模轉(zhuǎn)換/模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊；所述先進(jìn)外設(shè)總線通過先進(jìn)外設(shè)總線橋與所述先進(jìn)高性能總線連接。此外還涉及一種使用上述芯片的對講機(jī)。上述基帶片上系統(tǒng)芯片整合了多數(shù)數(shù)字化的功能模塊，具有很高的集成度，是基于整個基帶的芯片?？煞蠑?shù)字對講機(jī)小型化、輕巧化的需求。
文檔編號H04B1/38GK201966900SQ20112000318
公開日2011年9月7日 申請日期2011年1月7日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月7日
發(fā)明者馮根強, 張偉, 權(quán)進(jìn)國, 門洪達(dá) 申請人:深圳市天微電子有限公司