时间：2022-09-16 02:14:40
摘要：AMBE2000是美国DVSI公司推出的一种具有专利技术的语音压缩／解压芯片。利用该芯片能进行全双工的压缩和解压，从而以极高的压缩率提供高品质的语音质量。文中介绍了它的主要特点、引脚功能、控制接口及应用电路。 关键词：语音压缩；格式字；FEC；VAD；AMBE2000
1 引言
AMBE2000是一种高性能、低功耗的单片实时语音压缩解压芯片，其压缩率可在2kbps～9．6kbps范围内由软件调节，且具有FEC（前向纠错）、VAD（语音激活检测）功能和DTMF信号检测功能，因此可广泛应用于卫星通信、数字移动通信、保密通信、语音邮件等方面。
2 引脚说明及特性参数
AMBE2000的主要特性及参数如下：
具有高品质的语音质量；
压缩数据率可在2kbps～9．6kbps范围内用软件调节；
纠错率范围为50bps～7．2kbps；
具有VAD（语音激活检测）／CNI（插入舒适噪声）功能；
具有DTMF信号检测和产生功能；
电源电压：＋3．3V；
工作温度范围：－40～＋100℃；
采用100脚TQFP封装。
表1 主机接口选择
端口类型选择脚CH_SEL1CH_SEL0主动有格式00主动无格式01被动有格式10被动无格式11表2 语音数据位选择（无格式）
字中的语音数据位个数选择脚BA_SEL1BA_SEL0100201310411AMBE2000的引脚说明如下:
CHANN_SEL0～1（75，77）脚：主机接口类型选择端具体操作见表1所列；
BAUD_SEL0～1（80～81）脚：无格式语音数据位选择端具体操作见表2所列
RATE_SEL0～4（70～74）脚：语音压缩率与前向纠错率选择端具体操作见表3所列；
CODEC_SEL0～1（84～85）脚：A／D和D／A接口选择端口具体操作见表4所列；
表3 AMBE2000压缩数据率选择表
管脚74管脚73管脚72管脚71管脚70语音速率（bps）FEC速率（bps）总数据率（bps）11111200002000100003600036001000140000400010110240016001001048000480011000400080010111360012001100124002400100116400064001101040002400110114400280072001010080000800011100400040001010196000960011101360060001111024007200*注：压缩数据率也可通过控制字改变。
表4 A/D-D/A硬件配置
A/D-D/A类型CODEC_SEL1CODEC_SEL0普通16位线性（采样率8kHz）00AD公司AD73311（采样率32kHz）01普通μ律（采样率8kHz）10普通A律（采样率8kHz）11VAD_EN（86）脚：使能语音激活检测功能端（高电平有效）；
ECHOCAN_EN（78）脚：使能回声消除功能端（高电平有效）；
SLEEP_EN（83）脚：休眠模式控制端口（高电平有效）；
SLIP_EN（82）脚：滑动模式控制端口（高电平有效）；
X2／CLKIN（68）脚：16．384MHz时钟输入脚；
X1（67）脚：内部振荡器输出；
RESETN（69）脚：复位脚（低有效）；
EPR（20）脚：编码包就绪标志；
SOFT_EN（79）脚：使能软件误码判断端口（高电平有效）；
CHAN_RX_DATA（32）脚：用于接收主机数据到AMBE2000；
CHAN_TX_DATA（42）脚：用于将AMBE2000数据发送到主机；
CHAN_RX_LK（28）脚：主机接收时钟；
CHAN_TX_CLK（34）脚：主机发送时钟；
CHAN_TX_STRB（38）脚：主机发送／接收帧同步脉冲；
CHAN_RX_STRB（30）脚：主机接收帧同步脉冲端口；
CODEC_RX_STRB（29）脚：A／D帧同步脉冲接收端；
CODEC_TX_STRB（37）脚：D／A帧同步脉冲发送端口；
CODEC_RX_DATA（31）脚：A／D发送PCM数据给AMBE2000；
CODEC_TX_DATA（41）脚：AMBE2000发送PCM数据到D／A；
CODEC_RX_CLK（27）脚：A／D时钟；
CODEC_TX_CLK（33）脚：D／A时钟；
CLOCK_MODE（51）脚：时钟模式选择端口，该端口接高电平时选择晶体振荡模式；当接低电平时选择外部时钟）；
VDD（8，11，12，23，36，39，44，45，46，47，48，49，54，57，64，76，87，90脚）：正电源；
GND（1，9，10，25，26，35，40，50，52，53，56，63，65，88，89脚）：接地端；
其余管脚：N．C，悬空不用。
3 主机接口及数据格式
AMBE2000与主机的接口数据格式分为两种：一种是有格式；另一种是无格式。
3．1 有格式
在有格式情况下，AMBE2000大约每20ms生成一个压缩数据包，这个数据包共由24个字组成；数据包生成后，其EPR管脚会输出一个短的负脉冲指示，依此来决定对数据包的处理。数据包的具体构成如下：
格式字0：固定为x13ECH，为数据包的头；
格式字1：高8位用于芯片功率控制，0x00表示正常工作模式；0x55表示低功耗模式。低8位的位功能（高有效）如表5所列；
表5 格式字1格式
类型7：MSB6543210：LSB输入补丢失帧NCNCNCNCNC插入舒适噪声NC输出NCNC解码帧重复解码静默指示NCNC编码静默检测编码DTMF检测表6 格式字2-6格式
字2字3字4字5字6语音速率（bps）FEC速率（bps）总数据率（bps）0x00280x00000x00000x00000x64282000020000x50480x00000x00000x00000x39483600036000x52500x00000x00000x00000x41504000040000x10300x00010x00000x34la0x6750240016000x53600x00000x00000x00000x6c604800048000x52500x20100x00000x00000x746040008000x50480x00010x00000x24120x6860360012000x10300x00050x180c0x30180x7360240024000x6b800x00000x00000x0000 0x6c806400064000x52500x00010x00000x542a0x5280400024000x52580x00090xle0c0x41270x73904400280072000x7fa00x00000x00000x00000x52a08000080000x52500x00050x20100x68340x72a04000040000x7fc00x00000x00000x00000x69c09600096000x50480x000e0x40100x6a2e0x65c0360060000x10300x000e0x68la0x511b0x76c024007200格式字2～6：用于指定和表示芯片的压缩数据率，具体如表6所列；
格式字7：该位在输入数据包中不用，因此，在设计时，应将其设置为0x0000；而在输出数据包中表示误码率；
格式字8、9：不用，通常设置为0x0000；
格式字10：高8位用于控制和表示DTMF信号的幅度，范围从3～－60dBm0（例如：0x03＝3，0x00＝0，0xC4＝－60）；低8位用于控制和检测DTMF信号，所发出和检测的信号为标准的北美呼叫音。DTMF代码见表7所列。
表7 DTMF代码
DTMF代码DTMF数字DTMF代码DTMF数字0x8010x8420x8830x8140x8550x8960x8270x8680x8A90x8700x83*0x8B#0x8CA0x8DB0x8EC0x8FD0xFFDTMF无效
表8 格式字11格式
类型7：MSB6543210:LSB输入NCNC语音激活（1）NC休眠（1）回声消除（1）编码/解码选择输出NCNCNCNC休眠（1）回声消除（1）编码/解码选择格式字11：高8位用于解码器音量控制，其中0x80表示原音量，0xFF为原音量的两倍，小于0x80为减小音量；低8位的功能如表8所列。其中编码／解码选择如下：00为编码＋解码；01为编码；10为解码；11为不用；
格式字12～23：压缩数据信息。根据数据率的不同，其数据位数也不相同。数据位数和压缩数据率的关系如下：
位数＝压缩数据率（bps）／50（bps）
例如，在最低压缩率为2kbps时，数据位数为：
2000／50＝40位。
3．2 无格式
在无格式情况下，只需要发送数据位，但每秒会减少50bit的数据（与有格式情况相比），因而会降低语音质量。其每个字中包含的数据位数参见表2。每帧的字数和压缩数据率的关系如下：
字数＝[压缩数据率（bps）／50（bps）]／位数
式中，所选的位数必须能被选择的压缩数据率整除。AMBE2000串口时钟速率最高为2．048MHz。
图1 用AMBE2000和AD73311构成的语音采样、压缩、解压缩的实用电路
4 应用电路
图1所示是用AMBE2000和AD73311构成的语音采样、压缩、解压缩实用电路，其中AD73311是A-DI公司的一种声码器芯片，它的采样速率可以达到32kHz、16位采样数据，且具有较好的声音质量，因而可配合AMBE2000使用，在实际应用中取得了良好的效果。图中，AMBE2000选择的管脚接法将压缩率定义为2kbps同时电路设置在外部输入时钟模式，且回声消除、语音激活、滑动补偿功能有效，其EPR脚用来输出数据包就绪指示信号。在电路上电正常工作以后，还可以通过软件对AMBE2000进行重新设置，因此，AMBE2000语音压缩编解码器应用起来十分灵活。
5 结束语
语音通信在数字通信中占有十分重要的地位，通过本文所介绍的AMBE2000和AD73311所构成的数据压缩方法，不但可以节约存储资源，而且能够减小对通信带宽的需求。因此，在某些特殊的应用领域，AMBE2000语音压缩编解码芯片有着十分广阔的应用前景。