嵌入式Modem在配变终端单元中的应用

目前，市面上的工业Modem主要以外置为主。外置Modem具有体积大、成本高、集成不方便等缺点；而嵌入式Modem以其性能稳定、高度集成化等优点，可以方便地嵌入到各种单片机应用系统，得到广大工业用户的极大关注与欢迎。美国硅实验定（Silicon Laboratories）生产的ISOmodem就是一系列的嵌入式Modem芯片。

1 ISOmodem介绍

ISOmodem采用双芯片形式：Modem控制芯片Si2414和DAA芯片Si3015。Modem芯片Si2414是对Modem通信进行控制并提供与微控制器的通信接口；DAA芯片Si3015是将数字信号调制为模拟信号后输出，或是将接收的模拟信号解调为数字信号。它的通信传输速率最高可达14.4kbps，耗电量小于85mW，且具有过流侦测与保护功能。

1.1 Si2414内部结构及功能

Si2414芯片是高度集成化的，工作电压为3.3V，内部功能模块如图1所示。包括1个控制、数据泵、ROM、RAM、1个晶振、乐相环、定时器、串行接口、UART（通用异步收发器）、1个并行接口和1个DAA接口。Modem软件永久地被存储在片内ROM中，只有Modem设置信息（默认值除外）和其它软件更新程序必须存储在主机里， 然后下载到片内RAM中。

在片内，控制器提供了一些重要的功能，包括AT命令解析，DAA控制，连接序列控制，DCE（数据通信装置）协议控制，接入检测，并行电话摘机检测，溢出控制，来电显示控制和格式化，PCM（脉冲编码调制）模式控制，振铃检测，DTMF(双音多频)控制，通话进程临测，错误纠正和数据压缩。事实上，主机和Modem之间的所有相互作用都是由控制器完成的。控制器使用“AT”指令、S-寄存器和U-寄存器来配置和控制Modem。

1.2 Si2414的接口

Si2414提供两种与主机接口方式：串行接口和并行接口。Si2414默认的用户接口为串行接口，当AOUT/INT引脚通过一个下拉电阻（≤10kΩ）拉至低电平且在复位的上升沿CS引脚为高电平时，Modem接口选择为并行接口。

（1）串行接口

当选择串口作为Si2414的用户接口时，TXD为发送引脚，RXD为接收引脚，数据通信的流控制通过硬件实现，即通过RTS、CTS、RI、DCD引脚信号控制数据的传送。RTS（请求发送）是终端（DTE）到Modem（DCE）的控制信号，它通知DCE可以把数据发送到DTE，低电平有效。CTS（清除发送）是DCE到DTE的控制信号，它通知DTE可以把数据发送到DCE，低电平有低。RI（振铃指示）是指当Modem接收到远程呼叫时，发出振铃指示信号RI，以通知DTE有远程呼叫。DCD（载波检测）是指当Modem检测到载波信号时发出DCD信号，以通知DTE线路已经建立连接，双方可以开始进行通信。

采用并行接口方式时，主机是通过对Si2414内部的两个寄存器读写实现Modem通信控制的。地址线A0=0时，指向并行接口寄存器0；A0=1时，指向并行接口寄存器1。并行接口寄存器0为发送接收寄存器，寄存器1为Modem控制及状态寄存器。

并行接口寄存器0接收主机从并口发送过来的数据，并将从远程Modem接收以的数据输出到并口。与串行接口不同，在并口方式下，发送和接收数据的流控制是通过并行接口寄存器1中的RTS、CT位及RXF、TXE位实现的。表2中，RTS、CTS位同串口的INT、ESC、RTS、CTS引脚功能相同，RXF为12字节学度接收FIFO缓冲满椟志位；TXE为14字节深度发送FIFO缓冲区空标志武位；REM为接收FIFO缓冲区空标志位；INTM是INT中断引脚使能位；INT为中断标志位。

1.3 Si3015

Si3015，DAA或线-端芯片，包含ADC、DAC、控制电路和1个ISOlink接口。Si3015和其周围的电路提供了电话线接口需要的呢功能，包括1个整流桥、摘挂机、直流终端 、交换终端、振铃监测、回路电流/电压监测及通话进程测、回路电流/电压监测及通话进程监测。另外，Si3015的外部电路主要负责EMI（电磁干扰）、EMC（电磁兼容）、安全设置和振荡操作。