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Come progettare un Soft Modem utilizzando un controller di segnali digitali Freescale

Come progettare un Soft Modem utilizzando un controller di segnali digitali Freescale

Questo articolo presenta la progettazione hardware e software di un soft modem a basso costo V.21/V.22/V.22bis. L'articolo non include un tradizionale Codificatore/Decodificatore a modulazione di impulsi per telecomunicazioni (codec PCM). Nella documentazione potete trovare delle misurazioni delle performance del modem.

Un soft modem è una periferica che può essere utilizzata per la modulazione/demodulazione dei dati che devono essere inviati serialmente attraverso un canale analogico, senza possedere un collegamento seriale a cui inviare dati o per controllare i segnali. Ciò vuol dire utilizzare un semplice metodo per comporre numeri telefonici, captare i segnali in caso il telefono squilli, controllare l'hook relay del DAA, i dati analogici di input/output, collegarsi con modem remoti e comunicare con loro.

Low-Cost Soft Modem System
Sistema Soft modem a basso costo

Questo progetto mostra la semplicità della realizzazione di questo design, la quantità minima di risorse richieste al processore, e le buone performance del prodotto sulle linea tradizionali degli USA. Il progetto omette il codec standard delle telecomunicazioni, ed invece utilizza Pulse Width Modulation (PWM) per l'output ed un convertitore Analogico-Digitale (ADC) per gli input. Poichè entrambe le funzioni risultano essere disponibili tra le varie contenute all'interno dei prodotti della serie 56F8300, che include anche una capacità computazionale maggiore di quella offerta da un sistema single core, il design finale risulta essere di tipo one-chip, un sistema mono-core che include la strumentazione per le telecomunicazioni, con inoltre spazio per maggiori funzionalità di sistema.

Modem Analog Block Design

I comandi online supportati sono:

    • ato, che rimanda ad uno stato online dei dati;
    • ath, che chiude la conversazione;
    • atz, che chiude la conversazione ed effettua un soft reset del modem;
    • +++ la sequenza di escape +++, con tempi di avvertimento pre- e post- di 3 secondi.

I comandi offline supportati sono:

    • ata, che causa l'offhook del modem ed anche la risposta in caso di conversazione.
    Non è necessario utilizzare questo comando, poichè il sistema si test risponde in automatico dopo due secondi dal primo squillo;
    • atd imposta il numero di stringhe da comporre.
    Quando questa stringa viene impostata ad una condizione non-vuota, il soft modem compone il numero contenuto in quella stringa e prova una connessione. (Un programma di produzione che si interfaccia al soft modem potrebbe impostare semplicemente questa stringa per effettuare una connessione dal soft modem).
    • ati recupera il modello di test del modem ed il numero della versione;
    • atq1 imposta il set di comandi AT in modalità quiet, in cui opererà senza rispondere;
    • atq0 annulla il comando atq1;
    • atz effettua un reset software del soft modem, che riaggancia il telefono e libera le risorse RAM;
    • at+0 imposta il modem in modalità V.21, in cui il modem tenterà di forzare tutte le connessioni successive; viene effettuato anche un soft reset;
    • at+2 imposta il modem in modalità V.22/V.22bis, in cui il modem tenterà di forzare tutte le connessioni successive; viene effettuato anche un soft reset.
Modem Test Set-up
Modem Test Set-up

Per quest progetto è stato utilizzato un prodotto standard Freescale 56F8357EVM.
Il kit di dimostrazione a basso costo Freescale consiste in un componente 56F8367EVM ed una scheda "figlia" low-cost (LCMDC) tutto in una scatola. L'EVM ha un connettore per la scheda. È stato sviluppato per contenere il Data Access Arrangement (DAA) ed anche circuiti di condizionamento per il singolo segnale PWM proveniente dalla scheda madre EVM.

Per assemblare il modem, inserite la scheda figlia nel connettore dopo aver effettuato le seguenti configurazioni sulla EVM:

    • per cablare il segnale di ring in modo da poter essere rilevato dal controller, collegare questi 2 segnali:
  • la sorgente PWMA 1 (Pin 2, J7) è l'indicatore dello squillo dalla scheda figlia;
    Decoder di quadratura 0, PHASEA0 (pin 1, J15).
  • • per cablare il flusso di controllo dati dalla periferica seriale di test al controller, collegare questi due segnali ed un condensatore:

  • SCI 1 TXD1 (Pin 1, J14) sorgente
  • RTS (Pin 1, J11) destinazione
  • Una delle estremità del condensatore da 39 pF va collegata a RTS, l'altra alla messa a terra;
  • •I Pin 3, 4, 5, 6 di J8 per poter fornire clearance per la sezione ad alta tensione del DAA della scheda figlia.

Il primo collegamento mette unisce il segnale ring dal DAA ad un contatore, in modo da abilitare la funzionalità di rilevamento dello squillo. Il secondo collegamento mette in comunicazione l'unità con un GPIO per il controllo del flusso. Per evitare guasti causati da rumore sul segnale di controllo del canale, un piccolo condensatore (39pF) dovrebbe essere inserito tra il segnale RTS e la messa a terra. Il kit di dimostrazione a basso costo Freescale, disponibile per valutazione previa prenotazione, contiene un EVM modificato come specificato precedentemente. Il kit include anche la documentazione, lo LCMDC ed i cavi richiesti.

Il modem è completamente di grado di operare senza errori sulla maggior parte delle reti telefoniche degli USA. Limitazioni alle performance sono possibili nel range dinamico limitato all'AGC. Se lo si desidera, è possibile eliminare tale limitazione aggiungendo un circuito AGC hardware, poichè la variazione di ampiezza di un circuito telefonico di una linea terrestre nel tempo non è poi così drammatico.

Esempio di codice. testing della routine di trasferimento file

/ad,s03=1,s07=1,c3/ 
 /exch,bal=1/ 
/file:cseq=usa1/ 
/io,i-100,l-230,r-100,t-230/ 
/ad,i3/ 
/gd,w17,x00,y16,z00/ 
/rn,l320,s1/ 
/nl,q520,c500,m0,x1,y1/ 
/fs,f+1250,m0,s1//pj,l0364,f1200,w0,s1/

Source: A Low-Cost Soft Modem using the Freescale Digital Signal Controller

Repost: 30 Giu 2009

 

 

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