【正文】 t, alt_u32 id)。// gloal variableint record_sample_rate。 return bMicBoost。 mask = (mask 3) amp。 *pPressedMask |= IORD_ALTERA_AVALON_PIO_EDGE_CAP(KEY_BASE) amp。 (alt_irq_register(KEY_IRQ, (void *)pPressedMask, button_monitor_isr) != 0)){ printf([SWMONITOR]register button IRQ fail\r\n)。 AUDIO_DacEnableSoftMute(TRUE)。 AUDIO_MicMute(TRUE)。 AUDIO_DacEnableSoftMute(FALSE)。 else if (record_sample_rate == 44100) AUDIO_SetSampleRate(RATE_ADC44K1_DAC44K1)。 static alt_u16 t = 0。 }}bool init(void){ bool bSuccess = TRUE。 } return bSuccess。 sample_l = (short)((data 16) amp。 if (sample_l 0 amp。 sample_max sample_r) sample_max = sample_r。 STATE state = ST_STANDY。 if (!init()) return 0。 }endif button_monitor_start(amp。 PLAY_BUTTON)?TRUE:FALSE。 state = ST_RECODING。 } pRecording = pBuf。 printf(playing (sample rate = %d)...\r\n, record_sample_rate)。 LCD_TextOut(szText)。 while (!AUDIO_AdcFifoNotEmpty() amp。 data = (ch_left 16) | ch_right。 LCD_TextOut(Standby\n\n)。amp。 0xFFFF。 0xFFFF))。 //printf([%d] %d/%d\n, PlayLen, (short)((data 16) amp。 ch_left = data 16。 (PlayLen RecordLen)){ try_t = 0。 } // while display_time_elapsed(RecordLen)。ch_left, amp。amp。 }else if (state == ST_RECODING){ if (bRecordPressed || (RecordLen = buf_sample_size) || bError){ // stop record printf(record %d samples\n, (int)RecordLen)。 init_audio(LINEOUT_PLAY)。 sprintf(szText,LINEIN (%dK)\nRecording...\n,record_sample_rate/1000)。 init_audio(bMicRecord?MIC_RECORD:LINEIN_RECORD)。 RECORD_BUTTON)?TRUE:FALSE。 printf(malloc fail\r\n)。 printf(\nHello World\n)。i++) printf(szMenu[i])。 if (sample_r 0 amp。amp。ilen。 printf(Audio Init Error\r\n)。 sum = 0。 SEG7_Decimal(time, 0x04)。 else if (record_sample_rate == 32000) AUDIO_SetSampleRate(RATE_ADC32K_DAC32K)。 AUDIO_MicMute(TRUE)。 AUDIO_DacEnableSoftMute(TRUE)。 bMicBoost = ui_is_mic_boost()。 // register IRQ if (bSuccess amp。 return sample_rate。 alt_u32 mask。 bMicBoost = (IORD(SW_BASE, 0) amp。bool ui_is_dac_zero_cross(void)。 Sons 附錄：源代碼include include include include include include ifdef DEBUG_APP define APP_DEBUG(x) DEBUG(x)else define APP_DEBUG(x)endif//================= internal function prototype amp。本課題的每一步進(jìn)展都離不開唐老師的悉心指導(dǎo)和親切關(guān)懷，在論文完成之際，在此再次感謝唐老師耐心培養(yǎng)和教導(dǎo)，使我的分析問題和解決問題的能力得以培養(yǎng)和提高。避免了重復(fù)開發(fā)，這樣既縮短了設(shè)計(jì)周期又降低了設(shè)計(jì)成本，可大大提高設(shè)計(jì)的效率。5 總結(jié)與展望本課題主要研究基于FPGA的音頻處理技術(shù)，利用FPGA器件對音頻處理芯片WM8731進(jìn)行相關(guān)配置，實(shí)現(xiàn)對音頻信號的處理。數(shù)碼管顯示錄音時(shí)長。 } if (record_sample_rate == 8000) AUDIO_SetSampleRate(RATE_ADC8K_DAC8K)。 AUDIO_MicBoost(FALSE)。 }else if (audio_func == LINEIN_RECORD){ AUDIO_SetInputSource(SOURCE_LINEIN)。 if (audio_func == MIC_RECORD){ bool bMicBoost。僅僅通過一臺PC機(jī)、一片Altera的FPGA以及一根JTAG下載電纜，軟件開發(fā)人員就能夠往Nios II 處理器系統(tǒng)寫入程序以及和Nios II處理器系統(tǒng)進(jìn)行通訊。圖WM8731的外圍電路 nios_audio模塊如圖11所示為nios_audio模塊，該模塊基本上可以體現(xiàn)本次設(shè)計(jì)硬件部分的內(nèi)容，各個(gè)部分共同組成SOPC系統(tǒng)，各個(gè)部分分別與相關(guān)外圍設(shè)備連接，通過軟件對系統(tǒng)各部分進(jìn)行相應(yīng)配置，即可完成對音頻信號的處理。具有運(yùn)行速度快，界面統(tǒng)一，功能集中，易學(xué)易用等特點(diǎn)。Cyclone IV EP4C115F29C7芯片器件中的單一硬核 IP 模塊都集成了 1, 2, 或 4 PCIe (PIPE)。 3～2位設(shè)置字長：“11”時(shí)為32位，“10”為24位，“01”為20位，“0039。地址為00001110（上表中0E）的寄存器的第1~0位設(shè)置該模式：該兩位（高位在前）為11時(shí)即DSP模式；為10時(shí)即I2S模式；01時(shí)為左對齊模式；00時(shí)為右對齊模式。WM8731內(nèi)部有11個(gè)寄存器，該芯片的初始化以及工作時(shí)的狀態(tài)和功能都是通過I2C總線方式對其內(nèi)部的這11個(gè)寄存器進(jìn)行相應(yīng)的配置來實(shí)現(xiàn)的。圖WM8731原理圖 WM8731控制接口WM8731的控制接口有4根引腳，分別為：MODE(控制接口選擇線)、CSB(片選或地址選擇線)、SDIN(數(shù)據(jù)輸入線)和SCLK(時(shí)鐘輸入線)。它能為用戶提供在單個(gè)時(shí)鐘源下可獨(dú)立編程ADC和DAC的采樣率的獨(dú)特能力，其中模數(shù)轉(zhuǎn)換和數(shù)模轉(zhuǎn)換部件高度集成在芯片內(nèi)部，且其采樣頻率為8KHZ 96KHZ可調(diào)，可轉(zhuǎn)換的數(shù)據(jù)位長度為16 32位可調(diào)。 課題研究的內(nèi)容本課題主要研究基于FPGA的音頻處理技術(shù)，利用FPGA器件對音頻處理芯片WM8731進(jìn)行相關(guān)配置，實(shí)現(xiàn)對音頻信號的處理。這種應(yīng)用是指在FPGA中植入處理器。同時(shí)，新的調(diào)試技術(shù)也不斷出現(xiàn)，比如如Xilinx公司的片內(nèi)邏輯分析儀Chip Scope ILA就是一種價(jià)廉物美的片內(nèi)實(shí)時(shí)調(diào)試工具。另一種方法是用電腦作為主處理器,掛接幾塊數(shù)字化信號處理板組成數(shù)字化處理系統(tǒng)，主要用于音頻識別、音頻合成等。最終很輕便的手持式設(shè)備甚至都可以實(shí)現(xiàn)影院級音質(zhì)。市場希望在更小的器件上存儲更多的音樂，這種需求催生出MP3等壓縮技術(shù)，進(jìn)而需要數(shù)字放大器電路來滿足這些新型媒體。當(dāng)時(shí)由于使用的是質(zhì)量相對較低的存儲媒體(vinyl和磁帶)、傳輸和接收技術(shù)(AM收音機(jī)和VHS電視)也不夠完美，音質(zhì)下降的問題顯得還不是那么明顯和突出，但是現(xiàn)在的情況已全然不同。一個(gè)LE是由觸發(fā)器、LUT與控制邏輯組成的，從而同樣可以實(shí)現(xiàn)組合邏輯和時(shí)序邏輯。 國內(nèi)外的研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢 FPGA的發(fā)展歷程FPGA是Field Programmable Gate Array的縮寫，即現(xiàn)場可編程門陣列，它是在PAL、GAL、CPLD等可編程器件的基礎(chǔ)上進(jìn)一步發(fā)展的產(chǎn)物?，F(xiàn)在音頻處理技術(shù)的任務(wù)越來越復(fù)雜,對信號處理的效果要求不斷提高,音頻處理技術(shù)的算法也越來越復(fù)雜，要求在幾十ms甚至幾ms的時(shí)間內(nèi)完成音頻信號大量的數(shù)據(jù)采集、處理、存儲、傳輸,這就對音頻處理系統(tǒng)處理器的運(yùn)算速度提出了更高的要求。音頻信號處理技術(shù)包含的內(nèi)容非常多,主要有信號存儲、語音合成、語音識別、音頻壓縮、語音理解、音頻編碼、語音識別、語音增強(qiáng)等多個(gè)分支,總而言之,音頻信號處理技術(shù)包括音頻信號的數(shù)字化處理、數(shù)字化實(shí)現(xiàn)、數(shù)字化變換、數(shù)字化存儲、數(shù)字化傳播、及音頻的變換、語音的處理、語音的識別等自然科學(xué)多個(gè)領(lǐng)域的綜合運(yùn)用?！彼匀藗冋J(rèn)為Ross的想法過于脫離現(xiàn)實(shí)。20世紀(jì)50年代開發(fā)成功的晶體管，代表著音頻放大技術(shù)的巨大飛躍。這樣大手大腳地使用電源根本不適合目前電池供電的產(chǎn)品和外形纖巧的消費(fèi)電子設(shè)備。早期的數(shù)字放大器與模擬音源配合得很好，在某種程度上與數(shù)字音源的配合也不錯(cuò)，但最多只能生成分辨率為12~。首先是音質(zhì)，為了生成精確的音頻，除了在音源上進(jìn)行改進(jìn)之外，在音頻信號傳輸過程中，對音頻信號的優(yōu)化、處理也是一個(gè)重要的研究對象。它是一種特殊的嵌入式系統(tǒng)：首先它是片上系統(tǒng)（SOC），其次它是可編程系統(tǒng)。Nios II的硬件部分設(shè)計(jì)，其目的是為了定制合適的CPU和外設(shè)，這部分需要在SOPC Builder和Quartus II中完成。這種應(yīng)用是指在FPGA中植入軟核處理器，通常為NIOS II核。將FPGA與數(shù)字語音系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)相結(jié)合，設(shè)計(jì)出一個(gè)高質(zhì)量、易操作、易于移植的語音錄放系統(tǒng)。WM8731內(nèi)部有11個(gè)寄存器。對控制接口的配置選擇可通過設(shè)置MODE腳的狀態(tài)完成。地址為00001110（上表中0E）的寄存器的第6位設(shè)置數(shù)據(jù)的主/從模式：“1”為主模式，“0”為從模式。寄存器配置值如下：寄存器地址00001110的1～0位設(shè)置音頻格式：“11”時(shí)為DSP’格式，“10”為I2S格式，“01”為左對齊格式，“0039。但32位數(shù)據(jù)不支持右對齊模式。這個(gè)預(yù)驗(yàn)證的硬核 IP 模塊能夠降低風(fēng)險(xiǎn)、縮短設(shè)計(jì)時(shí)間，減少時(shí)序收斂及驗(yàn)證時(shí)間。NIOS II處理器是SOPC系統(tǒng)的CPU，F(xiàn)LASH控制器、SDRAM控制器分別實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)和指令的存儲。圖1硬件系統(tǒng)編譯結(jié)果4 SOPC系統(tǒng)軟件程序設(shè)計(jì) 軟件開發(fā)環(huán)境軟件開發(fā)使用Nios II IDE，它是基于Eclipse IDE的集成開發(fā)環(huán)境，它包括GUN開發(fā)工具（標(biāo)準(zhǔn)GCC編譯器、連接器、匯編器、Makefile工具等），基于GDB的調(diào)試器，包括軟件仿真和硬件調(diào)試