【正文】 3）清除所有的中斷，初始化 PIE 向量表（ C281X 處理器內(nèi)部集成了多種外設(shè)，每個外設(shè)都會產(chǎn)生一個或多個外設(shè)級中斷。芯片 TMS320F2812 有一個多通道緩沖串行口（ MCBSP），在本設(shè)計中該串行口與語音編解碼芯片 AIC23 相連。 （ 7）接收器和發(fā)送器有效前需要等待兩個時鐘周期。 由上圖可知對語音信號進行采集的時候要先對 CPU 的頻率和 AIC23 進行初始化，等待 McBSP 產(chǎn)生中斷如果產(chǎn)生中 斷則等待 McBSP 通道 0 結(jié)束傳送后讀取語音數(shù)。（注意：設(shè)置這兩位時不能修改其所屬的寄存器的其他狀態(tài)） （ 10）如果需要內(nèi)部產(chǎn)生幀同步信號，將 FRST 置位。為了使 MCBSP 接口工作在所希望得模式下，必須在初始化時對相關(guān)寄存器進行正確得配置（在程序中子讓會用到一些寄存器， MCBSP 寄存器有 24 個控制寄存器）。中斷仲裁機制根據(jù) PIE 向量表存放的每個中斷服務(wù)程序的地址確定中斷服務(wù)程序的位置。在本設(shè)計中初始化程序主要包括： DSP 芯片的初始化和語音編解碼芯片TLV320AIC23 的初始化。 使用時，應(yīng)該根據(jù)引腳對電源的要求將 DSP 系統(tǒng)的所有電源引腳 連接到各自的供電電源上。 DSP 芯片上有 4 類典型的電 源引腳： ① I/O 電源引腳； ② CPU 核電源引腳； ③ Flash 編程電源引腳（僅 C20xx 系列 DSP 有）； ④ 模擬電路電源引腳（僅 C20xx 系列 DSP 有）。 VC540 VC540 VC5409 和 F281x 等 DSP 時 鐘信號的電平為 ，建議 采用晶體時鐘電路； 綜合各方面本課題采用如下時鐘電路 D S P ( 內(nèi) 部 含 有O S C )X 1 X 2 3 0 M H z 圖 33 時鐘電路 此電路只需晶體和兩個電容，價格便宜，體積小，能滿足時鐘信號電平要求，但驅(qū)動能力差，不可提供多個器件使用，頻率范圍?。?20kHz～ 60MHz），使用時還須注意配置正確的負載電容，使輸出時鐘頻率精確、穩(wěn)定。圖中 A IC23 工作在主模式，時鐘信號、 DAC 和 ADC 的幀同步信號 FSXO 和 FSRO 都由AIC23 提供。 第三章 24 S C L S D A C L K R 0 C L K X 0 F 2 8 1 2 F S X 0 F S R 0 D X 0 D R 0S C L KS D I N M O D EB C L K C S A I C 2 3L R C O U T M I C I ND I N L O U TD O U T 圖 32 如上圖所示， MCBSP 包括數(shù)據(jù)流路徑和控制數(shù)據(jù)，它們通過 8 條線連接到外部設(shè)備。 第三章 23 第三章 系統(tǒng)硬件設(shè)計 硬件設(shè)計總體介紹 T L V 3 2 0 A I C 23T M S 3 2 0 F2 8 1 2電 源 模 塊 數(shù) 據(jù) 輸 入 數(shù) 據(jù) 輸 出 時 鐘 信 號 同 步 信 號 模 擬 輸 入 模 擬 輸 出時 鐘 電 路 圖 31 語音編解碼總體框圖 如圖所示，語音信號即圖中所示的模擬信號，經(jīng)過運算 放大器將輸入功率放大，輸入到 TLV320AIC23 芯片當(dāng)中， AIC23 是一個高性能的多媒體數(shù)字語音編解碼器，它的內(nèi)部 ADC 和 DAC 轉(zhuǎn)換模塊帶有完整的數(shù)字濾波器，內(nèi)部集成有增益可調(diào)的音頻輸入 /輸出放大器，無需外部再加功放。 增加位區(qū)定義 操作 外設(shè)寄存器時，經(jīng)常需要直接操作寄存器中的特定位，為寄存器增加位區(qū)定義則可方便實現(xiàn)對寄存器位的直接操作。 (5)重新編寫寄存器文件結(jié)構(gòu)體類型，使其包含位區(qū)定義和共用體定義。最后生成的是 COFF 格式可下載到 DSP 中運行的文件，其文件后綴為 .out。 圖 27 CCS 窗口 TI 的 DSP 開發(fā)環(huán)境和工具主要包括以下 3 個方面： （ 1）代碼生成工具（編譯器、鏈接器、優(yōu)化 C 編譯器、 轉(zhuǎn)換工具等） （ 2）系統(tǒng)集成及調(diào)試環(huán)境與工具 （ 3）實時操作系統(tǒng) 基于 C 語言的 DSP 程序的基本構(gòu)成 一個最小的 C 應(yīng)用程序項目至少包含如下幾個文件： （ 1） 有且必須有一個包含 main( )函數(shù)的 C 語言源文件（ .c）作為 C 程序的入口點。集成代碼生成工具，包括匯編器、優(yōu)化的 C 編譯器和連接器等。 （ 2）完成線輸入、傳聲器輸入。為了使音頻解碼器能夠正常工作并產(chǎn)生預(yù)期的音頻效果，必須對相應(yīng)的寄存器配置。如果沒有外部阻抗，默認的增益是 5 MODE 串行接口模式。電壓范圍從 ～ 第二章 18 HPGND 模擬揚聲器放大器接地 HPVDD 模擬揚聲器放大器電源。在音頻主模式， AIC23 產(chǎn)生信號并將其發(fā)送給DSP 芯片。 同時。雖然它支持絕大部分MCBSP 的應(yīng)用，但也有一些實現(xiàn)上的 限制：不支持 CLKS； CLKR/CLKX 引腳作為外部移位時鐘。 （ 10）采樣率產(chǎn)生器可對內(nèi)部采樣和幀的同步信號控制進行編程。 第二章 15 （ 2）雙倍緩沖的傳送和三倍緩沖的接收，并適用于連續(xù)的數(shù)據(jù)流。本文結(jié)合應(yīng)用實踐 ,詳細分析了 F2812 的中斷系統(tǒng)和中斷處理過程 . 圖 24 C28x 的中斷源和復(fù)用情況 圖 24 列出了 C28x 的中斷源和復(fù)用情況，其中 RESET 和 NMI 是 非屏蔽中斷； XINT1 和 XINT2 為外部中斷；定時器 1 和定時器 2 預(yù)留給操作系統(tǒng)使用，第二章 13 其中斷分配給 INT13 和 INT14；也可以選擇 NMI 中斷同定時器 1 復(fù)用 INT13，其余 12個可屏蔽中斷直接連接在外設(shè)中斷擴展模塊 PIE上，以供外部中斷和 DSP的外設(shè)使用。 3. 外設(shè)幀 PF：片內(nèi)數(shù)據(jù)空間映射了 3個外設(shè)幀 PF0、 PF1及 PF2，專門 作為外設(shè)寄存器的映射空間 ， 即除了 CPU寄存器之外 的所有 寄存器均映射 到此空間，相應(yīng)的映射到 PF0、 PF1或 PF2空間。兩種芯片的差別是： F2812 內(nèi)含 128K*16 位的片內(nèi) Flash 存儲器。其中，壓擴運算還可以采用兩種標準：A 律和 u 律。取樣值存儲量可用下式表示： v=fBs／ 8 式中， v為取樣值存儲量 (bit/s)，偽取樣頻率 (kHz)， B 為量化位數(shù) (bit)， s 為聲道數(shù)。如果量化階距是相同的，或者說是量化值的分布是均勻的，稱之為均勻量化，否則稱為非均勻量化。 （ 1）取樣過程：模擬音頻信號是一個在時間上和幅值上都連續(xù)的函數(shù) f(f)。 本文主要討論 標準的編碼以及其在基于 TMS320F2812 實時實現(xiàn)的設(shè)計與開發(fā)。編碼器發(fā)送的主要信息是語音生成模型的參數(shù)，相當(dāng)于語音的主要特征，而并非語音 的波形幅值。波形編碼就是根據(jù)語音的信號波形導(dǎo)出相應(yīng)的數(shù)字編碼形式，令在接收端的解碼器能恢復(fù)出與輸信號波形相一致的原始語音。清華大學(xué)語音技術(shù)中心緊隨其后，語音界老前輩方棣棠教授、吳文虎教授于 1979 年創(chuàng)立語音技術(shù)中心 (原名語音實驗室 )，現(xiàn)已有 27 年的歷史。在保證語音質(zhì)量的前提下，進一步降低比特率，仍然是語音編碼研究的主要焦點。波形編碼具有抗噪性能強、語音質(zhì)量好等優(yōu)點，但需要較高的數(shù)碼率，一般為 16kbps~ 64kbps。 1937 年 提出了脈沖編碼調(diào)制 PCM(Pulse Code Modulation)理論開創(chuàng)了語音數(shù)字化通信的歷程。 關(guān)鍵詞 :語音壓縮編碼， ， TMS320F2812。為此，國際電信聯(lián)盟 (ITU)推出了 標準，即 PCM 編碼調(diào)制。 近年來，隨著多媒體信息技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的高速發(fā)展，數(shù)字語音壓縮技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域越來越廣泛，目的是在保證語音一定質(zhì)量的前提下盡可能降低其編碼比特率，便于在有限的傳輸帶寬內(nèi)讓出更多 的信道來傳送圖像、文檔、計算機文件和其他數(shù)據(jù)流。第四章詳細的對全文進行了總結(jié)。本世紀 30 年代以前，語音信號的處理及傳輸均是以模擬的方式進行。解碼是 相反過程，將接收的數(shù)字序列經(jīng)解碼和濾波后恢復(fù)成模擬信號。最新的參數(shù)編碼器有正弦變換編碼器、波形內(nèi)插編碼器等。中國科學(xué)院聲學(xué)研究所的俞鐵城教授應(yīng)該說是中國最早涉足這一領(lǐng)域的人之一，他于 1977 年在《物理學(xué)報》發(fā)表了全國第一篇關(guān)于 語音識別的論文。語音編碼主要可分為兩種：波形編碼和參數(shù)編碼。它根據(jù)對人的發(fā)聲機理的第一章緒論分析，著眼于構(gòu)造語音生成模型，該模型以一定的精度模擬發(fā)聲者的聲道，接收端根據(jù)該模型還原生成發(fā)聲者的語音。但是這些研究更多的是集中在如何減小整個算法的復(fù)雜度方面，完全獨立在 DSP 平臺上的實現(xiàn)則相對很少。在這一處理過程中，涉及到對模擬音頻信號的采樣、量化和編碼。通常這個量化值是用二進制來表示的。量化位數(shù)越多，量化值越接近于取樣值，其精度越高，但要求的信息存儲量越大。最后，編碼完成的數(shù)字化的最后工作，在編碼的過程中，應(yīng)保存信息的有效位，而且算法應(yīng)利于快速計算，無論是編碼還是解碼。 C28x 系列的主要芯片種為 TMS320F2810 和 TMS320F2812。 通過第五章的學(xué)習(xí)可以知道， 當(dāng) ST1的位VMAP=0時， CPU的中斷向量映射至程序存儲器 0x000000~0x00003F，共計 64個字；當(dāng) VMAP=1時， CPU的中斷向量映射至程序存儲器 0x3FFFC0~0x3FFFFF。由于 F2812 的中斷源多、中斷機制復(fù)雜 ,在實際的應(yīng)用過程中如果中斷處理不好 ,中斷程序的運行會產(chǎn)生混亂 ,而使得系統(tǒng)崩潰。 MCBSP 有以下特性： （ 1）全雙工通信方式。 （ 9）可產(chǎn)生外部時鐘信號和幀的同步信號。 第二章 16 圖 26 MCBSP 內(nèi)部功能框圖 C28X 的 MCBSP 模塊從屬于 TI 系列的 MCBSP。 ADC 和 DAC 的輸出信噪比分別可達 90dB 和 100dB。電壓水平是額定 BCLK I2S 串行位時鐘。對于兩線控制模式，該輸入定義了器件地址位的第7 位 DIN 對于 sigmadelta 立體聲 DAC,I^2C 格式的串行數(shù)據(jù)輸入 DGND 數(shù)字地 DOUT 從 sigmadelta 立體聲 DAC,I^2C 格式的串行數(shù)據(jù)輸出 DVDD 數(shù)字電源輸入。電壓水平是額定AVDD 的 3/4 MICIN 對使用駐極體傳聲器偏差調(diào)整緩沖的放大器的輸入。實際最終的音頻輸出時模擬音頻、經(jīng) D/A 轉(zhuǎn)換的音頻和傳聲器輸入 3 個的疊加，當(dāng)然也可以通過軟件編程實現(xiàn)對音頻輸出的控制。 音頻處理模塊的主要功能有： （ 1）完成音頻信號的初步處理，并與 DSP 芯片進行數(shù)據(jù)通信。 CCS 環(huán)境特點：集成可視化代碼編輯界面，可以方便地直接編寫 C、匯編、 .h文件、 .cmd 文件等。提供 GEI 工具，用戶可以根據(jù)需要編寫自己的控制面板 /菜單，從而方便直觀地修改變量，配置參數(shù)。 CCS 在編譯標準 C 語言程序時，首先將其編譯成相應(yīng)匯編語言程序，再進一步編譯成目標 DSP 的可執(zhí)行代碼。 (4)為訪問位區(qū)或整個寄存器增加共用體定義 。 對其余 CPU 定時器及其它外設(shè)模塊的寄存器文件結(jié)構(gòu)進行空間分配時，使用相同的方法 。并不是所有的寄存器都需要有位區(qū)定義，如定時器計數(shù)器TIMERTIM 及定時器周期寄存器 TIMERPRD 等，由于總是對整個寄存器進行訪問，這些寄存器使用時就不需要位區(qū)定義。 語音 信號的輸出： DSP 可以將語音數(shù)據(jù)通過 McBSP 接口發(fā)送給AIC23,AIC23 的 DA 器件將他們變成模擬信號輸出。 選用其中 F2812 的 McBSP0 與 AIC23 進行通信，信號連接如圖所示。 C6000、 C55 C5409A、 C541 C54 C5421 和 C5441 等 DSP 片內(nèi)無振蕩電路，不能用晶體時鐘電路 。 DSP 系統(tǒng)一般需要為以下 3 大類器件和電路供電： （ 1） DSP 芯片。如 A/D、 D/A 和運放等。 軟件總體設(shè)計 DSP 系統(tǒng)工作前要先進行初始化，才能保證系統(tǒng)運行的正常與結(jié)果的精確。由于 CPU 沒有能力處理所有的 CPU 級的中斷，因此 C281X 的 CPU 除了支持 16 個 CPU 級中斷外還有一個中斷擴展控制器來仲裁外設(shè)中斷。 MCBSP 通過一系列得存儲器映射控制寄存器來進行配置和操作。 （ 8）根據(jù)需要設(shè)置數(shù)據(jù)采集寄存器（比如 DXR1,2 寫數(shù)） （ 9）令 XRST=RRST=1 來使能串