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3．2 系统层
系统层设计为软件架构设计的关键点，充分利用DSP／BIOS提供的调度模块和同步模块。将控制层中的指令解析、交换控制和交换表更新模块与PRD绑定，周期检查有无新指令，并根据指令解析更新交换表，调度周期由32位实时逻辑时钟控制。将控制层中的交换控制和数据交换模块与TSK绑定，根据从其他模块收到的信号量SEM或者邮箱信息MBX，进行数据格式转换，完成不同格式的数据在不同信道间的透明传输。将中断服务与HWI进行绑定，完成数据实时收发。运用同步模块Synchronization中的邮箱机制MBX与信号量SEM机制完成HWI、PRD和TSK之间的消息传递。运用操作系统的调度算法，完成多个任务之间的调度，控制数据收发及数据处理。
3．3 算法层
把各类算法单独列为一层，汇聚多类信号算法，采用松散耦合和可重入设计方法，方便算法的移植、维护及多路并行工作设计，并根据应用需求，方便算法的裁减和扩充。各类算法严格独立，都以单独库和头文件的形式提供。算法层的结构如图2所示。

3．4 通信常用算法
DTMF：双音多频信号，每个号码由两个音频信号相加得到，广泛用在电话拨号和来电显示中，其生成和检测算法。
FSK：利用1 200 Hz和2 200 Hz的正弦信号，采用2FSK调制解调方法，广泛用于来电显示中，其生成和检测算法。
TONE：三音生成和检测算法，包含信号音、忙音、回铃音生成和三音检测，广泛用于电话交换系统中。
G．711：速率为64 khit·s-1的语音编解码标准，广泛用于电话交换系统中。
CVSD：连续可变斜率编码的英文缩写，速率为16 khit·s-1的语音编解码标准，用于低速率通信系统中，其编解码算法。
3．5 控制层
控制层设计为软件架构设计第二个关键点，在应用层与系统层、算法层之间起到桥梁作用。由指令解析、内存管理、中断服务和交换控制4个模块组成。指令解析由操作系统PRD调用，周期性的判断是否具有新的指令到来，如有新指令到来，首先把新的指令放入到指令FIFO存储器，然后清空指令空间，避免下次调用指令解析函数时做出误判断，最后指令解析模块会对指令FIFO中的内容进行解析，根据解析结果更新交换控制模块中的交换表。内存管理为每个业务通道分配了发送缓存区Tx Buffer和接收缓存区Rx Buffer，并为每个Tx Butter和Rx Buff er配备了管理指针，用于指示Buffer中的数据的存储位置及空闲位置，并由此计算出每个Buffer的数据个数及空闲空间大小，完成对异常操作如写操作过程中产生的Buffer溢出或读操作过程产生的Buffer空的处理。在产生硬件中断时，中断服务由BIOS系统HWI调用，完成实时数据收发。中断服务需要保证实时性，不作过多控制和计算，尽可能减少执行指令数目，以及使用短周期指令，必要情况下使用CCS提供的已经优化的Intrinsics函数进行程序的优化或运用汇编指令编写。HWI不可阻塞，在中断服务中，不可调用具有可能引起阻塞的函数。与系统中其他任务之间的信息交换可以通过协助模块中的邮箱机制MBX或信号灯机制SEM进行交互。交换控制模块实现不同通道数据之间的交换，并伴随不同数据格式相互转换。交换控制包含交换表管理和数据交换，具备多种的交换能力。交换表管理具有交换表条目删除和增加的功能。数据交换模块根据交换表完成源通道数据到目的通道数据格式转换，然后将转换后的数据放置到目的通道的发送缓存中，等待数据发送，具有多路并行工作能力。控制层内部模块之间的数据交互如图3所示。

3．6 应用层
应用层设计采用内存共享机制，实现DSP与CPU的指令交互和数据交互。为确保每次读写数据的完整性和正确性，两块处理器间需要建立有效的通信机制，保证不会同时对同一地址进行操作。指令交互负责接收CPU指令并向CPU返回结果。指令解析模块周期性读取指令，并进行解析，控制DSP每个业务通道的操作，如果是DTMF检测、FSK检测或TONE检测指令，DSP将解析出的结果反馈给CPU。如果是DTMF产生、FSK产生或TONE产生指令，DSP将向指定业务通道发送号码对应的DTMF信号、FSK信号或拨号音、忙音、回铃音或催挂音等；如果是两信道语音格式转换指令，DSP将从源信道接收数据，完成转换格式后，发往目的通道。数据交互，DSP与CPU通过共享内存还可进行数据交互，数据的存储状态将由内存管理模块进行控制。

4 结束语
文中介绍的软件架构，已在实际应用中得到验证，在TMS320VC5416可同时完成32路多种信号处理DTMF、FSK、TONE、CVSD、G．711任意配置，在TMS320C6418可同时完成128路多信号处理DTMF、FSK、TONE、CVSD、G．711任意配置，并可加入多路G．729处理。该软件架构能够保证不同算法的单独开发和重复利用，在跨平台移植时，根据硬件接口不同，仅需对驱动层进行重新配置，其余层的代码可直接移植，加速了多信号并行处理软件开发设计。

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关键词： 软件 架构 设计 处理 并行 DSP BIOS 信号 基于