【文章內(nèi)容簡介】 Q40AVSNIG，大小為 512Kbyte， 用于存儲人機(jī)對話時(shí)的聲音素材。寄存器模塊電路圖如圖 23 所示： 圖 路 圖 23 寄存器模塊電路圖 選用串行閃存的理由： 能夠減少微處理器的封裝管腳數(shù)目； 線路板（ PCB）可以更小，更簡單； 能夠減少系統(tǒng)電路切換噪聲； 能夠減低系統(tǒng)功能及制造成本。 C SF L A S H C S 1F L A S H C L KV C C 3 3 VC L K5 F L A S H I O 0F L A S H I O 33 F L A S H I O 22 F L A S H I O 1D I / I O 0 D Q / I O 1 W P / I O 2 H O L D / I O 3G N DU3W 2 5 Q 4 0 H V S N I G74蘭州工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文） 10 控制單元模塊 采用 ARM9 S3C2410 單片機(jī)作為系統(tǒng)的主控制 單元。 ARM9 S3C2410 系列單片機(jī)具有強(qiáng)大的數(shù)據(jù)處理功能，且 I/O 口控制靈活。 ARM S3C2410 芯片簡介 S3C2410 處理器是 Samsung 公司基于 ARM 公司的 ARM920T 處理器核，采用 制造工藝的 32 位微控制器。該處理器擁有：獨(dú)立的 16KB 指令 Cache和 16KB 數(shù)據(jù) Cache， MMU，支持 TFT 的 LCD 控制器， NAND 閃存控制器， 3 路 UART，4 路 DMA， 4 路帶 PWM 的 Timer ， I/O口， RTC， 8 路 10位 ADC， Touch Screen接口， IICBUS 接 口， IISBUS 接口， 2 個(gè) USB 主機(jī)， 1 個(gè) USB 設(shè)備， SD主機(jī)和 MMC 接口， 2 路 SPI。 S3C2410 處理器最高可運(yùn)行在 203MHz， 32 位處理器。核心板的尺寸僅相當(dāng)于名片的 2/3 大小，尺寸如此小巧的嵌入式核心板是國內(nèi)首創(chuàng)。開發(fā)商可以充分發(fā)揮想象力，設(shè)計(jì)制造出小體積，高性能的嵌入式應(yīng)用產(chǎn)品。 S3C2410 芯片功能單元 :內(nèi)部 ，存儲器 ，外部 I/， 16KB 數(shù) 據(jù) Cache， 16KB 指令 Cache,MMU。 內(nèi)置外部存儲器控制器（ SDRAM 控制和芯片選擇邏輯 ） 。 LCD 控制器，一個(gè) LCD 專業(yè) DMA。 4 個(gè)帶外部請求線的 DMA。 3 個(gè)通用異步串行端口（ ， 16Byte Tx FIFO and 16Byte Rx FIFO） 。2通道 SPI。 一個(gè)多主 I2C 總線，一個(gè) I2S總線控制器 。 SD 主接口版本 和多媒體卡協(xié)議版本 兼容 。 兩個(gè) USB HOST，一個(gè) USB DEVICE（ ） 。4個(gè) PWM 定時(shí)器和一個(gè)內(nèi)部定時(shí)器 ?？撮T狗定時(shí)器 。117 個(gè)通用 I/O。56 個(gè)中斷源 。24 個(gè)外部中斷 。電源控制模式：標(biāo)準(zhǔn)、慢速、休眠、掉電 。8 通道 10 位 ADC和觸摸屏接口 。帶日歷功 能的實(shí)時(shí)時(shí)鐘 。芯片內(nèi)置 PLL。設(shè)計(jì)用于手持設(shè)備和通用嵌入式系統(tǒng) 。16/32 位 RISC 體系結(jié)構(gòu)，使用 ARM920T CPU 核的強(qiáng)大指令集 。帶 MMU 的先進(jìn)的體系結(jié)構(gòu)支持 WinCE、 EPOC3 Linux。指令緩存（ Cache）、數(shù)據(jù)緩存、寫緩存和物理地址 TAG RAM，減小了對主存儲器帶寬和性能的影響 。ARM920T CPU 核支持 ARM 調(diào)試的體系結(jié)構(gòu) 。內(nèi)部先進(jìn)的位控制器總線（ AMBA）（ ， AHB/APB）。 蘭州工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文） 11 S3C2410 系統(tǒng)管理 :小端 /大端支持 。地址空間：每個(gè) BANK128MB（全部為1GB） 。每個(gè) BANK可編程為 8/16/32 位數(shù)據(jù)總線 。BANK0 到 BANK6 為固定起始地址 。BANK7 可編程 BANK 起始地址和大小 。一共 8 個(gè)存儲器 BANK。前 6 個(gè)存儲器BANK 用于 ROM、 SRAM 和其它 。兩個(gè)存儲器 BANK 用于 ROM、 SRAM、和 SDRAM（同步隨機(jī)存儲器） 。支持等待信號用以擴(kuò)展總線周期 。支持 SDRAM 掉電模式下的自刷新 。支持不同類型的 ROM 用于啟動（ NOR/NAND Flash、 EEPROM 和其它） 。 S3C2410 芯片封裝與型號 :272FBGA 封裝 。S3C2410A S3C2410A26。 區(qū)別：前者主頻最高為 200MHZ、后者主頻最高為 266MHZ。 S3C2410 連接電路圖 24 所示 : C O N V S T C S R D W R E O C R 39 10 K B U S Y F R S T D A T A I N T / E X T C L K C L K I N S T B Y R 40 10 K H / S S E L E I N T 0 1 2 C O N V S T A R T 3 N G C S I 4 nO E 5 V D D 5V 6 44 27 2 1 28 V D D 33 V 36 A V D D 5V 22 11 21 C 39 10 4 V D D 5V V D D 5V 35 37 17 A G N D 12 A G N D 26 A G N D 25 A D D 5V 24 123 2 10 9 8 7 D V D D D G N D A G N D A G N D A G N DA V D D V R E F V R E F G N D S L 4S L 3S L 2S L 1T e xt43DATA042DATA141DATA240DATA3 39DATA438DATA5 34DATA633DATA732DATA831DATA930DATA1029DATA11DB0DB1DB2DB3DB4DB5DB6DB7DB8DB9DB10DB11Vin4bVin4aVin3bVin3aVin2bVin2aVin1bVin1a13 14 15 16 18 19 20 21AGNDAIN8AGNDAIN7AGNDAIN6AGNDAIN5 圖 24 S3C2410 連接 電路圖 語音識別 模塊 LD 3320 的內(nèi)部集成了快速穩(wěn)定的優(yōu)化算法，不需外接 Flash、 RAM，不需要用戶事先訓(xùn)練和錄音而完成非特定人語音識別，識別準(zhǔn)確率高。 蘭州工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文） 12 LD 3320采用并行方式直接與 AR9 S3C2410 相接 ,均采用 1 kΩ電阻上拉 ,A0用于判斷是數(shù)據(jù)段還是地址段 ?？刂菩盘?RDB、 WRB、 CSB,復(fù)位信號 RSTB 以及中斷返回信號 INTB 與 AR9 S3C2410 直接相連 ,采用 10kΩ電阻上拉 ,輔助系統(tǒng)穩(wěn)定工作 。和 AR9 S3C2410 采用同一個(gè)外部 8 MHz 時(shí)鐘 。發(fā)光二極管 D D2 用于復(fù)位后的上電指示 。MBS(引腳 12)作為麥克風(fēng)偏置 ,接了一個(gè) RC電路 ,保證能輸出一個(gè)浮動電壓給麥克風(fēng)。 LD 3320 語音識別單元設(shè)計(jì)原理圖如圖 25 所示： 圖 25 LD 3320 語音識別單元設(shè)計(jì)原理圖 LD 3320 芯片 簡介 LD 3320 是一顆基于非特定人語音識別 (SIASR， Speaker Independent Automatic Speech Recognition)技術(shù)的語音識別 /聲控芯片。該芯片集成了語音識別處理器和一些外部電路，包括 ADC、 DAC、麥克風(fēng)接口、聲音輸出接口等。該芯片不需要外接任何的輔助芯片如 Flash、 RAM 等，直接集成在現(xiàn)有的產(chǎn)品中，即可以實(shí)現(xiàn)語音識別 /聲控 /人機(jī)對話功能， 并且，識別的關(guān)鍵詞語列蘭州工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文） 13 表是可以任意動態(tài)編輯的。 LD 3320 完成非特定人語音識別，每次識別最多可以設(shè)置 50 項(xiàng)候選識別句，每個(gè)識別句可以是單字、詞組或短句，長度為不超過 10 個(gè)漢字或者 79個(gè)字節(jié)的拼音串。另一方面，識別句內(nèi)容可以動態(tài)編輯 修改，因此可由一個(gè)系統(tǒng)支持多種場景。芯片采用 48 腳 QFN 塑料封裝，工作供電為 。其核心是語音識別運(yùn)算器，配合輸入、輸出、 AD/DA 轉(zhuǎn)換等模塊，完成語音識別的功能。 LD 3320 還支持并行和串行接口，串行方式可以簡化與其他模塊的連接。 LD 3320 電路說明 ： 電壓要求 VDD: 數(shù)字電路用電源輸入 V~ V ，VDDIO: 數(shù)字 I/O 電路用電源輸入 V~VDD ， VDDA:模擬電路用電源輸入 V~ V。 芯片管腳輸入電壓范圍：高電壓（邏輯“ 1”） :*VDDIO ~VDDIO 低電壓（邏輯“ 0”）： 0~*VDDIO 因此，開發(fā)者需要保證自己使用的主控 MCU 同樣工作在 ，保證主控 MCU 向 LD 3320 的管腳輸出的高電壓不超過 。 LD 3320 功能單元 時(shí)鐘（ Clock） 芯片必須連接外部時(shí)鐘，可接受的頻率范圍是 4— 48MHz，而芯片內(nèi)部還有 PLL 頻率合成器，可產(chǎn)生特定的頻率供內(nèi)部模塊使用。 復(fù)位 對芯片的復(fù)位信號（ RSTB*）必須在 VDD/VDDA/VDDIO 都穩(wěn)定后進(jìn)行。無論芯片正在 進(jìn)行何種運(yùn)算，復(fù)位信號都可以使它恢復(fù)初始狀態(tài)，并使各寄存器復(fù)位。如果沒有后續(xù)的指令（對寄存器的設(shè)置），復(fù)位后芯片將進(jìn)入休眠狀態(tài)。此后，一個(gè) CSB*信號就可以重新激活芯片進(jìn)入工作狀態(tài)。 并行接口 本芯片可通過并行方式和外部主 CPU 連接，此時(shí)使用 8 根數(shù)據(jù)線（ P0P7），4 個(gè)控制信號（ WRB*, RDB*, CS*， A0），以及一個(gè)中斷返回信號（ INTB*）。 串行接口 串行接口通過 SPI 協(xié)議和外部 CPU 連接，首先要將 MD 接高電平，而將蘭州工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文） 14 （ SPIS*）接地。此時(shí)只使用 4 個(gè)管腳：片選（ SCS*）、 SPI 時(shí)鐘（ SDCK）、 SPI 輸入 (SDI)和 SPI 輸出（ SDO）。 寄存器 對芯片的設(shè)置和命令，包括傳送數(shù)據(jù)和接受數(shù)據(jù)，都是通過對寄存器的操作來完成的。例如進(jìn)行語音識別時(shí)，設(shè)置識別的關(guān)鍵詞語列表，設(shè)定 芯片的識別模式，識別完成后獲得識別結(jié)果都是通過讀 /寫寄存器來完成。播放聲音時(shí)，就是將 MP3 格式的數(shù)據(jù)循環(huán)放入 FIFO 對應(yīng)的寄存器。（識別結(jié)果是通過寄存器返回識別出的關(guān)鍵詞語在關(guān)鍵詞語列表中的排列序號 Index 數(shù)值，該 Index 數(shù)值是在設(shè)置關(guān)鍵詞語列表時(shí)指定）。 喇叭音 量的外部控制 除了特定寄存器來控制音量以外，芯片外部的電路可以控制喇叭的音量增益。使用的是 EP EP EP3 對應(yīng)的管腳。 快速開發(fā)和評估驗(yàn)證 為了方便開發(fā)者對于 LD 3320 芯片進(jìn)行快速開發(fā)和評估驗(yàn)證， ICRoute 提供了開發(fā)板和模塊。 LD 3320 芯片模式選擇 用戶可以通過編程，設(shè)置兩種不同的用戶使用模式 ： “觸發(fā)識別模式”和“循環(huán)識別模式” ： 觸發(fā)識別模式 ： 系統(tǒng)的主控 MCU 在接受到外界一個(gè)觸發(fā)后 (比如用戶按動某個(gè)按鍵 )，啟動LD 3320 芯片的一個(gè)定時(shí)識別過程 (比如 5 秒 鐘 )，要求用戶在這個(gè)定時(shí)過程中說出要識別的語音關(guān)鍵詞語。過了這個(gè)過程后，需要用戶再次觸發(fā)才能再次啟動一個(gè)識別過程。 循環(huán)識別模式： 系統(tǒng)的主控 MCU 反復(fù)啟動識別過程。如果沒有人說話沒有識別結(jié)果，則每次識別過程的定時(shí)到時(shí)后再啟動一個(gè)識別過程 。如果有識別結(jié)果，則根據(jù)識別作相應(yīng)處理后 (比如播放某個(gè)聲音作為回答 )再啟動一個(gè)識別過程。一般來說，蘭州工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文） 15 觸發(fā)識別適合識別精度要求比較高的場合。 外界觸發(fā)后，產(chǎn)品可以播放提示音或者其他方式來提示用戶在接下來的幾秒鐘內(nèi)說出要識別的內(nèi)容，這樣來引導(dǎo)用戶在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)只說出要識別的內(nèi)容 ，從而保證比較高的識別率。而循環(huán)識別比較適合需要始終進(jìn)行語音監(jiān)控的場合，或者沒有按鍵等其他設(shè)備控制識別開始的場合。而這種狀態(tài)，識別準(zhǔn)確度會有一定下降，在循環(huán)識別的過