作者：厦门大学计算机与信息工程学院（361005）石江宏 施海彬来源：《电子技术应用》

摘要：作者以cx88168单片调制调芯片为核心，设计了一种基于v.90标准的高速modem。对v.90高速modem的工作模型、硬件构成、设计中应注意的问题及其功能调试等进行了详细介绍。 关键词：cx88168器件 v.90标准 modem 随着因特网的普及和发展，上网的用户数正不断增加，各种各样的上网手段层出不穷。但对于广大网民来说，采用modem进行数据传输却是一种最常用的接入方式。面对这样一个巨大市场，世界各大芯片制造商相继推出了自己的modem芯片组，并不断在简化硬件设计和提高modem的传输速度上下功夫。rockwell公司（由conexant公司生产）推出了一款全新的modem芯片组——smartscm/56s，它能支持新一代计算机高速modem标准——v.90，并向下兼容rockwell原有的56k modem标准——k56flex，以及itu—t的v.34、v.32bis、v.22、v.21等协议标准。其核心芯片是cx88168单片调制解调芯片，外加一片cx20463线路接口芯片和一片cx20437语音编解码芯片。该芯片组所用的芯片数据较少、外围电路简单，采用它可以较快地设计出体积小、功能强、支持多种协议和多种应用的高速modem。 本文将就这种符合v.90标准的高速modem的工作模型、硬件构成、设计中应注意的问题等进行系统的描述，最后给出这种modem的一些调试方法。 1 v.90高速modem的工作模型及原理 在讨论v.90高速modem电路设计之间，先阐述一下v.90高速modem的工作模型和工作原理。 基于v.90标准的modem与通常的v系列modem有所不同，害在设计上突破了传统的对称通信模式，采用的是一种不对称的通信模式（如图1所示），使用户在进行终端到网络运营商的连接时（home to isp），可以享受56kb/s的下行速率，而上行速率仍然和原有b.34 modem一样，只有33.6kb/s。该不对称通信模型与传统的对称通信模型的本质差别在于：isp点的数字v.90 modem是采用b交换局提供的数字专线直接与局间高速数字线路相连，使isp点到用户的下行信道不再需要经过b交换局交换机中a律a/d转换器，从而突破了因a/d转换器引入量化噪声所产生的modem速率瓶颈。 从信息编码角度看，下行信道之所以能达到56kb/s的传输速率，其原因就在于下行方向采用pcm编码技术，isp点与交换局是通过数字接口连接的，下行数字数据无需进行a律a/d转换，而直接通过数字复接设备进入数字交换网。到达交换局a后，经过一次a律d/a转换和脉冲形成滤波，pcm码就被转换成相应的离散电压，并通过电路线送到客户端v.90模拟modem上。客户端v.90模拟modem把接收到的信号重新转换成离散的pcm码，并解码输出发端发送的信息。 本文所设计的模拟v.90 modem的解码任务就是鉴别这256个可能的离散电压值（8bit的pcm编码），并将其还原为8000 pcm码/秒（采样率8000次/秒）。因此，从理论上说采用pcm编码技术的模拟v.90 modem，其数据下行速率应能接近64kb/s。但是，采用a律解扩技术的d/a转换器在接近于零的各个dac输出电压太过接近，使得信号在经过噪声线路传输后，模拟v.90 modem很难精确地区分出各离散电压，所以，v.90协议在编码端只选用最可靠的128个电压用于56kb/s下行速率。 在模拟v.90 modem连接的上行信道中，需要经过a交换局的a律a/d转换器，这就必须会引入量化噪声，这种采用a律13折线压缩非均量化的信噪比可用下式计算[8]，即

式中，c表示语音信号的动态范围，p(x)表示语音信号的幅度概率密度服从拉普拉斯分布，n为pcm编码的位数，dy/dx表示13折线各段所对应的斜率。根据上述公式，本文给出用matlab绘出