數(shù)字化語音存儲與回放系統(tǒng)自動化與電子技術(shù)等專業(yè)畢業(yè)設(shè)計畢業(yè)論文-文庫吧資料
2025-01-22 16:58本頁面
【正文】 FIFO特點簡介FIFO存儲器是近幾年面市的一種特殊存儲器件，其特點是在同一芯片里的同一存儲單元配備有兩個數(shù)據(jù)口，一個是輸入口，只負責數(shù)據(jù)的寫入，另一個是輸出口，只負責數(shù)據(jù)的輸出。而且大容量的高速SRAM相對于數(shù)據(jù)緩沖來說有足夠的空間，其讀寫速度一般在15ns左右，且價格比前兩者低得多，滿足系統(tǒng)要求。對存儲器進行擴充，主要涉及到以下兩個關(guān)鍵因素：空間、速度。從減少系統(tǒng)成本的角度，可以在單片機內(nèi)部集成FIFO。FIFO存儲器就像數(shù)據(jù)管道一樣，數(shù)據(jù)從管道的一頭流入，從另一頭流出，先進入的數(shù)據(jù)先流出，控制方式簡單。3種存儲器的性能比較見下表：表41存儲器性能比較存儲器總線資源訪問方式應用場合價格雙口RAM兩套地址線、數(shù)據(jù)線和 控制線，引腳多可在任意時間訪問 任意存儲空間全局存儲器和大容量數(shù)據(jù) 緩沖、存儲、共享昂貴FIFO沒有地址線，只有 兩套數(shù)據(jù)線只能按先進先出的 順序讀寫數(shù)據(jù)不同時鐘域間的數(shù)據(jù)緩沖；不同寬度數(shù)據(jù)接口間數(shù)據(jù)匹配昂貴SRAM 地址線、數(shù)據(jù)線和 控制線各一套讀寫分開，不能同 時進行讀寫操作大容量數(shù)據(jù)緩沖、存儲便宜通過表41的比較可以看出：雙口RAM具有兩套獨立的數(shù)據(jù)、地址和控制線，可從兩個端口同時讀寫而互不干擾，并可將采樣數(shù)據(jù)從一個端口寫入，而由控制器從另一個端口讀出，可達到很高的傳輸速度。通常構(gòu)成高速緩存的方案有三種，即雙口RAM (DualPort RAM) 、FIFO (First In First Out Memory)和高速SRAM切換方式。當OE輸入高電平 時，輸出三態(tài)門打開，轉(zhuǎn)換結(jié)果的數(shù)字量輸出到數(shù)據(jù)總線上。下降沿啟動 A／D轉(zhuǎn)換，之后EOC輸出信號變低，指示轉(zhuǎn)換正在進行。此地址經(jīng)譯碼選通8路模擬輸入之一到比較器。 GND：地。 REF（+）、REF（）：基準電壓。 CLK：時鐘脈沖輸入端。 OE：數(shù)據(jù)輸出允許信號，輸入，高電平有效。 START： A／D轉(zhuǎn)換啟動脈沖輸入端，輸入一個正脈沖（至少100ns寬）使其啟動（脈沖上升沿使0809復位，下降沿啟動A/D轉(zhuǎn)換）?！ ?1～28：8位數(shù)字量輸出端。下面說明各引腳功能。 6）工作溫度范圍為40～＋85攝氏度 7）低功耗，約15mW。 2）具有轉(zhuǎn)換起?？刂贫恕Ｆ鋬?nèi)部有一個8通道多路開關(guān)，它可以根據(jù)地址碼鎖存譯碼后的信號，只選通8路模擬輸入信號中的一個進行A/D轉(zhuǎn)換。對A /D轉(zhuǎn)換結(jié)果的讀出采用查詢方式,即每次通過寫信號( /WR引腳)啟動A /D轉(zhuǎn)換后,立即查詢狀態(tài)標志,一旦發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)換結(jié)束信號( /EOC引腳)呈高電平,表明A /D轉(zhuǎn)換結(jié)束,則單片機將數(shù)據(jù)讀入自己內(nèi)部的RAM區(qū)。并且, 0809芯片的數(shù)據(jù)輸出端內(nèi)部具有三態(tài)輸出鎖存器,可與單片機的數(shù)據(jù)總線直接連接,接口簡單,使用方便。由香農(nóng)采樣定理可知,要不失真地還原出輸入的模擬語音,理論上就要求采樣頻率至少為8kHz。這方面的指標主要是要求信噪比高、無失真動態(tài)范圍大和電源抑制比高。綜合考慮系統(tǒng)存儲芯片存儲容量和人耳聽力分辨力，采用采樣位數(shù)810位的A/D轉(zhuǎn)換器。本系統(tǒng)要音頻信號進行采樣，采樣速率過小就會造成欠采樣，采樣速率過高會增加系統(tǒng)成本。該類型A/D轉(zhuǎn)換器主要用于音頻、通信、地球物理測量、測試儀、自動控制等領(lǐng)域。中速或低速高精度A/D轉(zhuǎn)換器。這一類型的A/D轉(zhuǎn)換器是以速度來換取精度，如逐次逼近型A/D轉(zhuǎn)換器。此類A/D轉(zhuǎn)換器速度快，但是精度不高，而且消耗的功耗大，占用的芯片面積也很大，主要用于視頻處理、通信、高速數(shù)字測量儀器和雷達等領(lǐng)域。 常見A/D轉(zhuǎn)換器種類A/D轉(zhuǎn)換器的種類很多，按工作原理不同分為直接A/D轉(zhuǎn)換器和間接A/D轉(zhuǎn)換器兩類，直接ADC可以將模擬信號直接轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，這類ADC具有較快的轉(zhuǎn)換速度，其典型電路有快閃型和逐次比較型A/D轉(zhuǎn)換器；而間接ADC則是先將模擬信號轉(zhuǎn)換為某一中間變量（時間、頻率、脈沖寬度等），然后再將中間變量轉(zhuǎn)換為數(shù)字量輸出，此類ADC的速度較慢，典型電路是雙積分型A/D轉(zhuǎn)換器和電壓頻率轉(zhuǎn)換型V/F轉(zhuǎn)換器。為滿足各種不同的檢測和控制任務的需要，大量結(jié)構(gòu)不同、性能各異的A/D轉(zhuǎn)換電路應運而生。 圖33 編碼信號 A/D轉(zhuǎn)換器的設(shè)計A/D轉(zhuǎn)換器是將語音信號轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號的關(guān)鍵部件，其主要參數(shù)有采樣頻率、采樣位數(shù)和抗干擾性能等。常用的編碼方式有單極性二進制編碼和BCD編碼等。 圖32 量化信號 編碼量化得到的數(shù)字信號的幅度對應于采樣點的模擬信號的幅度，但每一個數(shù)字信號必須進行編碼以變成計算機可識別的二進制數(shù)。在量化過程中所使用的基本量稱為量化電平(Quantized Level)，它是滿量程電壓(VFSR)與2N的比值，其中N為數(shù)字信號的二進制位數(shù)，也是ADC的分辨率。 圖31 抽樣信號 量化數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的主要功能之一是把模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，這個過程就是量化。模擬信號被抽樣后，成為抽樣信號，它在時間上是離散的，但是在其數(shù)值仍然是連續(xù)的，所以是離散模擬信號。 采樣模擬信號首先被采樣。若輸入是模擬信號（例如語音信號），則在數(shù)字系統(tǒng)（例如計算機系統(tǒng)）的編碼部分需要對輸入信號進行數(shù)字化，或稱為“模/數(shù)”變換，將模擬信號變?yōu)閿?shù)字信號，以便在數(shù)字系統(tǒng)中繼續(xù)加以處理。信息從物理特征上分為：模擬信號與數(shù)字信號。此一階帶通濾波器由一個低通濾波器和一個高通濾波器
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