（6）數(shù)字交換（PCM-SWITCH）

　　這是邏輯設(shè)計(jì)中的核心部分，其框圖如圖5所示。

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　　圖5中INNER指內(nèi)線用戶,EXTERNAL指外線用戶,DTMF指收號(hào)模塊,AUDIO指提示語(yǔ)音模塊。同時(shí),RAM-D用來(lái)存放PCM數(shù)據(jù),RAM-ADD用來(lái)存放控制RAM-D讀出的地址。

　　各路PCM信號(hào)在用來(lái)標(biāo)識(shí)時(shí)隙的SLOT-CLOCK上升沿順序?qū)懭雽?duì)應(yīng)的RAM-D內(nèi)，RAM的大小均為32×2 byte（可容兩幀），確保送上一幀數(shù)據(jù)時(shí)，不影響當(dāng)前幀寫入。RAM-ADD為32 byte的RAM，存放著對(duì)應(yīng)通路的交換信息，例如，RAM-ADD(IN-IN)中的0地址處存放的是內(nèi)線交換時(shí)希望0時(shí)隙內(nèi)線用戶收到的時(shí)隙的標(biāo)號(hào)，這些信息由MCU總線寫入。同時(shí)，在SLOT-CLOCK上升沿，F(xiàn)PGA將RAM-ADD順序讀出的輸出作為地址來(lái)讀取RAM-D，從而實(shí)現(xiàn)了交換功能。基于這樣的原理，系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了內(nèi)線、外線、DTMF收號(hào)、提示語(yǔ)音這幾塊之間的靈活交換（DTMF和提示語(yǔ)音為單向信號(hào)，實(shí)際在同一PCM總線上）。

　　（7） 信號(hào)音產(chǎn)生（SIGNAL-GEN）

　　信號(hào)音頻率均為450 Hz，僅以通斷時(shí)間來(lái)區(qū)分。我們?cè)贔PGA中建立了一張450 Hz、8k采樣的正弦表（PCM編碼后），工作時(shí)循環(huán)讀出并進(jìn)行并串轉(zhuǎn)換。利用定時(shí)器和三態(tài)門對(duì)其進(jìn)行處理，從而形成了通斷時(shí)間不同的各種信號(hào)音。將各種信號(hào)音通過(guò)三態(tài)門掛接在用?
戶的PCM總線上，需要時(shí)只要打開對(duì)應(yīng)的三態(tài)門，就可以將正確的信號(hào)音送到當(dāng)前的時(shí)隙上。

　　三、工作流程及軟件設(shè)計(jì)

　　FPGA為MCU提供了與其他器件間的接口，使其能夠以簡(jiǎn)短的指令實(shí)現(xiàn)原本復(fù)雜的底層操作。限于篇幅，這里只作簡(jiǎn)要的介紹。

　　1. 內(nèi)線通話

　　內(nèi)線摘機(jī)：如果該用戶主叫，向該時(shí)隙送撥號(hào)音（到撥號(hào)為止），同時(shí)將主叫話路送到當(dāng)前有閑的DTMF模塊（如果沒(méi)有，送忙音）的時(shí)隙上，收號(hào)完成再?gòu)腄TMF時(shí)隙拿掉（或超時(shí)拆線），根據(jù)收號(hào)結(jié)果，看被叫用戶狀態(tài)，忙則將忙音送主叫時(shí)隙，否則向主叫時(shí)隙送回鈴音，同時(shí)令被叫振鈴；如果該用戶被叫，則切掉該用戶振鈴，同時(shí)取消主叫時(shí)隙的回鈴音，將這兩個(gè)時(shí)隙的話路交換，建立連接。

　　內(nèi)線掛機(jī)：如果通話在連接狀態(tài)，則取消通話連接，送對(duì)端時(shí)隙忙音；如果無(wú)通話連接，則取消對(duì)方振鈴（如果存在的話），并拿掉本時(shí)隙上的所有信號(hào)。

　　2. 外線通話

　　外線呼入：當(dāng)測(cè)知有外線呼入時(shí)，如果沒(méi)有空閑收號(hào)模塊，則等待直到出現(xiàn)空閑為止；否則，將呼入外線的編碼信號(hào)送至DTMF模塊的時(shí)隙，同時(shí)將提示撥分機(jī)號(hào)的提示語(yǔ)音編碼信號(hào)送至呼入外線的時(shí)隙，等待撥號(hào)完成（或超時(shí)拆線）。后面的過(guò)程與內(nèi)線通話類似，唯一不同的是向外線送忙音只需拿掉送至呼入外線時(shí)隙的所有信號(hào)即可，而送給外線的回鈴音是由提示語(yǔ)音來(lái)替代的。

　　呼叫外線：在內(nèi)線摘機(jī)后的收號(hào)過(guò)程中，當(dāng)用戶撥號(hào)第一位為某特定數(shù)字（例如“0”），認(rèn)為是呼叫外線，將該話路由收號(hào)時(shí)隙拿掉，并尋找一路空閑外線（若無(wú)則送忙音），將話路時(shí)隙與外線時(shí)隙進(jìn)行交換，建立通話，后續(xù)過(guò)程與內(nèi)線通話相似，但僅需處理內(nèi)線端即可。

　　需要注意的是， 821034的串行控制接口與標(biāo)準(zhǔn)的SPI略有不同，在/SS有效前需要1個(gè)SCLK，拉高后需要2個(gè)SCLK，所以編程中在寫SPI的前后，各進(jìn)行了一次偽寫（即在未拉低/SS的情況下，寫SPI）操作，以確保操作的正確。

　　四、結(jié)語(yǔ)

　　系統(tǒng)中，除語(yǔ)音至PCM編碼段外，其余話路部分實(shí)現(xiàn)了完全數(shù)字化，可以顯著提高內(nèi)線通話質(zhì)量（特別是內(nèi)部網(wǎng)具一定規(guī)模的情況下）。同時(shí)，將原本IC實(shí)現(xiàn)的功能集成在單一的FPGA中實(shí)現(xiàn)，減小了系統(tǒng)復(fù)雜度，降低了成本，增加了系統(tǒng)的穩(wěn)定性，并且這使系統(tǒng)的升級(jí)相較于傳統(tǒng)的PBX變得更為方便靈活，用戶可以根據(jù)要求在不改動(dòng)硬件的情況下以編程方式實(shí)現(xiàn)較自由的功能擴(kuò)展。特別地，隨著規(guī)模的增大，本方案的上述優(yōu)勢(shì)會(huì)愈發(fā)明顯。

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