接口與控制邏輯管腳都是輸入管腳,主要用于控制處理機送出的信號與數(shù)據(jù)。
3 MODEM中使用的其它芯片
在AD20msp910配套芯片中還有如用于數(shù)字信號處理ADSP-2183和線路驅(qū)動/接收放大器AD816等配套芯片,但這些芯片均可用其它類似的芯片來代替。下面對ADSL MODEM中使用較為重要的芯片簡單地加介紹。
3.1 數(shù)字信號處理機ADSP-2183
ADSP-2183是ADI公司生產(chǎn)的單片型微算機。為了適應(yīng)數(shù)字信號處理（DSP）和其它的高速數(shù)值處理的應(yīng)用,該器件的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)進行了優(yōu)化。
它是將廣泛應(yīng)用的DSP系列產(chǎn)品ADSP-2100的核心部分與傳統(tǒng)的微處理機結(jié)構(gòu)結(jié)合而成,因而具有計算高速、應(yīng)用靈活的特點。特別適合于在通訊設(shè)備中使用。其主要特點如下：
（1）與ADSP-2100系列DSP的指令代碼兼容,同時擴展了指令集,可提供許多靈活的控制及多功能運算指令,所有的指令都可以在一個處理機周期內(nèi)完成操作。ADSP-2183在三總線系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的配合下,允許其用并行方式在單指令周期內(nèi)進行多操作數(shù)存取。在3.3V的電源、26.32MHz晶振條件下,每一指令周期為25ns,因此處理機的運算速度可達52MIPS。
（2）具有80k字節(jié)的在片RAM,可配置為16k字（24位）在片程序RAM和16k字（16位）在片數(shù)據(jù)RAM。掉電電路可以提供低功耗的RAM電池支持。具有4M字節(jié)的存儲器接口能力,可以存儲較大的數(shù)據(jù)表及程序,同時程序存儲器可以作為程序/數(shù)據(jù)雙用途存儲器。
（3）ADSP-2183具有獨立的ALU、乘法器/累加器（MAC）和移位計算單元,可以對16位數(shù)據(jù)直接運算。ALU可執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)的算術(shù)及邏輯操作;MAC用于執(zhí)行乘法及帶有40位累加乘法/加、乘法/減操作;移位計算單元則用來執(zhí)行邏輯與算術(shù)移位、指數(shù)導(dǎo)出等操作,該移位單元還可有效地用于實現(xiàn)數(shù)值格式的控制,包括浮點表示的多字及塊數(shù)據(jù)。內(nèi)部結(jié)果（R）總線可以將運算結(jié)果直接送往需在下一個機器周期送達的任意輸入或輸出單元。處理機有兩個獨立的數(shù)據(jù)地址產(chǎn)生器,并具有0溢出循環(huán)和條件指令執(zhí)行的功能強大的程序序列器。由此可見,該處理機的硬件結(jié)構(gòu)保證了處理的高性能。
（4）具有16位可編程/可預(yù)置計時器和6個外部中斷;特點是具有可編程的特征管腳,因而具有靈活的系統(tǒng)信號能力。
（5）16位的內(nèi)部DMA口可用于高速存取片內(nèi)RAM中的內(nèi)容,對程序和數(shù)據(jù)存儲器,還提供有對用戶透明的8位DMA能力。
（6）該處理機還具有較強的外圍接口能力;I/O破例接口帶有2048個位址以支持并行外部器件而且I/O的位址空間與程序存儲器的空間是分開的,這樣可簡單化用戶的外圍設(shè)計;另外,ADSP-2183還提供兩個雙緩沖串行口,具有自動數(shù)據(jù)緩沖能力,用于擴展外部硬件連接十分方便。在進行的ADSLMODEM的設(shè)計中,筆者就利用了這一特點來簡單化接口。
3.2 USB接口芯片
USB（通用串行總線）技術(shù)是一種新型的外部接口技術(shù),其最大特點是可提供極高的速率（目前最大速率可達12Mbps）,因而解決了用戶外部設(shè)備接入計算機時的復(fù)雜而又繁瑣的配置問題。并提供了利用級連方式接入各種不同外部設(shè)備的統(tǒng)一接口,從而大大地緩解了主機與外部設(shè)備之間長期存在的配置困難問題。
在ADSL MODEM（RT）與計算機的連接方式中,可以用內(nèi)插（PIC卡）或外置（網(wǎng)絡(luò)或USB連接）等多種選擇。由于ADSL是一種高速接入設(shè)備,具有USB連接速率高、接插靈活、用戶可選的特點。因此,筆者將該MODEM設(shè)計為外置USB連接方式。同時根據(jù)適用性廣、設(shè)計靈活、應(yīng)用便捷、價格合理的選擇原則確定使用CYPRESS公司的EZ-USB微處理機結(jié)構(gòu)、USB收發(fā)器、串行接口引擎（SIE）的單片型USB接口芯片。
4 ADSL MODEM的應(yīng)用設(shè)計
在ADSL MODEM設(shè)計中有兩個重要的環(huán)節(jié),軟件的設(shè)計和與市話線接口的數(shù)字/模擬混合電路的設(shè)計,這兩個方面的設(shè)計是關(guān)系到ADSL MODEM性能的關(guān)鍵。由于涉及內(nèi)容較多,這里只能簡要地作一介紹。
4.1 MODEM軟件的設(shè)計
一個性能良好的ADSL MODEM除了器件提供的強大功能外,還要對器件的工作狀態(tài)進行檢測,對各相應(yīng)的器件內(nèi)部寄存器進行設(shè)置,對器件進行初始化處理,算法的DSP編程、實現(xiàn)、控制及配置以及硬件的驅(qū)動等。因此軟件的重要性是不言而喻的,該MODEM的軟件設(shè)計由兩部分組成：第一部分是WINDOWS 95下的MODEM驅(qū)動程序,該程序除了使用戶能象使用常規(guī)MODEM那樣透明地進行數(shù)據(jù)的收發(fā)及配置MODEM的相磁參數(shù)外,由于本MODEM為實驗性設(shè)備,需要利用驅(qū)動程序透過USB接口與MODEM內(nèi)部的ADSP2183進行通訊,因此還需要能察看/修改各個ADSL芯片的寄存器內(nèi)部參數(shù),了解參數(shù)的變化對系統(tǒng)性能的影響情況。另外,還需對USB芯片的控制程序進行更新;另一部分是基于ADSP2183指令集的ADSL MODEM控制程序,該軟件使用C語言編程,程序多達數(shù)萬行。包括幀以及各個協(xié)議層的交換處理、對MODEM中各個芯片的初始化及控制、與主機的通訊、通道測量、位分配程序模塊。
4.2 混合電路設(shè)計
在ADSL MODEM設(shè)計中,由于MODEM與普通模擬電話位于同一對線路且兩種通訊功能并存。因此,與電話線路箱關(guān)的數(shù)字/模擬混合電路的設(shè)計對MODEM設(shè)備中諸如上行/下行數(shù)據(jù)流速率的高低以及抗干擾能力等方面的性能影響很大,所以應(yīng)合理地選擇混合電路中各器件的參數(shù)及電路形式。
混合電路可以簡單地理解成是一個3端口網(wǎng)絡(luò)。利用它可從一個雙向的線路中分離發(fā)送和接收信號,以實現(xiàn)在一個用于模擬信號通訊服務(wù)的單對線路上進行全雙工數(shù)字的操作。因此2/4線分離（變換）的電路設(shè)計是一個重點,可用有源或無源方法來實現(xiàn),可可通過計算結(jié)合實驗的方式對電路內(nèi)各器件進行選擇;在一個復(fù)雜的通訊系統(tǒng)中,通常會有幾種通訊服務(wù)共存于同一線路上,從直流、鈴流、音頻以及調(diào)制數(shù)據(jù)等多種頻率上共享線路頻譜。因此,必須使用濾波技術(shù)對某一種服務(wù)進行防護。在濾波器的設(shè)計中,必須考慮各種信號之間及信號分離通路之間的關(guān)聯(lián)性,要選好阻、容元件的參數(shù)值。
