【正文】 MA)控制器處理外部總線請求和數(shù)據(jù)傳輸 。 LRCIN 為 DAC 輸出的幀同步信號； LRCOUT 為 ADC輸入的幀同步信號； DIN 為 DAC輸出的串行數(shù)據(jù)的輸入； DOUT 為 ADC輸出的串行數(shù)據(jù)的輸出。本文設(shè)計(jì)系統(tǒng)為 DSP 模式（ TI 的 DSP 的專門連接模式）。 TVL320AIC23 與 C6713的接口有兩種：數(shù)據(jù)接口（輸入和輸出 A/D、 D/A的數(shù)據(jù)）和控制接口（設(shè)置芯片參數(shù)改變工作狀態(tài)）。 語音信號輸出時(shí)，可由 DSP 將語音數(shù)據(jù)通過 McBSP 接口發(fā)送給 TLV320AIC23，再由 TLV320AIC23的 DA 器件將他們變成模擬信號輸出。 輸入語音信號時(shí)， TLV320AIC23先通過其中的 AD 轉(zhuǎn)換采集輸入的語音信號，每采集完一個(gè)信號便將數(shù)據(jù)發(fā)送到 DSP 的 McBSP 接口上，以便 DSP可以讀取語音數(shù)據(jù)。由于 McBSP 串口的數(shù)據(jù)線 DR 和 DX 帶有緩存寄存器，而幀同步信號 FSX、 FSR以及時(shí)鐘信號 CLKX、 CLKR都具有可編程性，因此，它與 TLV320AIC23之間的接口設(shè)計(jì)非常靈活。 McBSP 串口一般可通過六個(gè)引腳讓數(shù)據(jù)通路和控制通路與外部設(shè)備相連。 對于 DSP 的多通道緩沖串口 (McBSP)設(shè)置，由于 TLV320AIC23采樣輸出的是串行數(shù)據(jù)，因此，需要協(xié)調(diào)好與之相配的 DSP 的串行傳輸協(xié)議。這些設(shè)備根據(jù)各自的功能，既可以作為發(fā)送器，也可以作為接收器。包括 TMS320C6713 DSP 在內(nèi)的每個(gè) I2C 設(shè)備都有唯一的設(shè)備地址可供軟件尋址。 該回音系統(tǒng)中的 I2C 接口 模塊 由串行數(shù)據(jù) SDA和串行時(shí)鐘 SCL 組成， SDA 和SCL均為雙向接口。當(dāng)然通過復(fù)雜的運(yùn)算，可以計(jì)算各種效應(yīng)的混響效果。已知一個(gè)數(shù)字音源，可以利用計(jì)算機(jī)的處理能力，用數(shù)字的方式通過計(jì)算模擬回聲效應(yīng)。同時(shí)反射聲音的物體對聲波的反射能力，決定了聽到回聲的強(qiáng)弱和質(zhì)量。反射的聲波和聲源聲波一起傳輸，聽者會發(fā)現(xiàn)反射聲波部分比聲源波慢一些，類似人們對山體高聲呼喚后，可以再過一會聽到回聲的現(xiàn)象。這在一定程度上也使得具有 EMIF 接口的高速控制核（ TMS320C6000 系列的 DSP）在將來能夠得到更加廣泛的應(yīng)用。通過設(shè)置這些寄存器，既可以將 EMIF 配置成為不同類型、不同位寬的總線接口，又可以配置總線讀寫時(shí)序的速度。這里的 CE1 片選空間支持所有的 3 種存儲器接口。 ECLKOUT 信號是由內(nèi)部產(chǎn)生（基于 ECLKIN），所有與本控制器 EMIF接口對接的存儲器必須工作在 ECLKOUT下。如圖 7 所示是 320C6713 的 EMIF接口信號示意圖。 下面就本次設(shè)計(jì)使用的 TMS320C6713 為例詳細(xì)介紹一下 EMIF。最高為 HOLD，最低為刷新。但是與其他固定接口不同的是， EMIF 接口讀寫時(shí)序中的高低電平的保持時(shí)間是可以通過寄存器設(shè)置的。 簡單來說， EMIF 接口就相當(dāng)于一個(gè)可配置的總線接口，其接口上面的信號線基本囊括了各種存儲器（ SRAM、 Flash RAM、 DDRRAM 等）的讀寫接口信號。 EMIF 允許高度的可編程性以用于異步訪問。 EMIF 接口將各類存儲器的控制信號合并復(fù)用 , 由于不需要進(jìn)行后臺刷新 , 系統(tǒng)允許同時(shí)具有這 3 種類型的存儲器。2個(gè) McASP(multichannel audio serial port) ； 2 個(gè) McBSP(multichannel buffered serial port)，可以模擬幾乎所有形式的串行接口； 2個(gè) I2C總線接口；2個(gè) 32 bit 的通用定時(shí)器； 16通道通用 I/O 口 GPIO(generalpurpose input/output)；一個(gè) 16 bit 的主機(jī)接口 HPI(HostPort Interface)；還包括程序和數(shù)據(jù)存儲器控制器、中斷控制器、定時(shí)器、時(shí)鐘發(fā)生器、 PLL(鎖相環(huán)控制發(fā)生器 )及掉電邏輯等功能單元。 C6713片內(nèi)集成的一個(gè) 32 bit 的外部存儲器接口 EMIF(External Memory Interface)，可以外擴(kuò) 8 bit、 16 bit、 32 bit 并行存儲器。 圖 6 TMS320C6713結(jié)構(gòu)框圖 外圍接口 TMS320C6713的芯片內(nèi)部集成了許多外圍設(shè)備接口，可以方便地連接片外存儲器、主機(jī)、串行設(shè)備等外設(shè)。 TMS320C67x 芯片包括片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲器和程序存儲器；外設(shè)包括直接存儲器訪問（ DMA）、外設(shè)存儲器接口（ EMIF）、低功耗邏輯、擴(kuò)展總線、串口、主機(jī)口和定時(shí)器等。 CPU中 8個(gè)功能單元可以并行操作。 德州儀器的 eXpress 軟件開發(fā)工具可為 TMS320C67x DSP 系列提供支持，這些工具包括一個(gè)高度優(yōu)化的 C/C++編譯器，代碼組合 Studio 集成開發(fā)環(huán)境（ IDE）的 JTAG 為基礎(chǔ)的仿真和實(shí)時(shí)調(diào)試，和 DSP/BIOS 內(nèi)核。 McASP還提供了廣泛的錯(cuò)誤檢查和恢復(fù)功能。 C6713有足夠的帶寬來支持所有的 16個(gè)串行數(shù)據(jù)引腳，轉(zhuǎn)換192kHz 立體聲信號。 C6713的 2個(gè) McASP 接口模塊每個(gè)支持一個(gè)傳送和一個(gè)接收時(shí)區(qū)，每個(gè)McASP 有 8個(gè)串行數(shù)據(jù)引腳，可單獨(dú)分配給 2個(gè)區(qū)。 L2剩下的 192KB 作為對應(yīng)的 SRAM。 2及內(nèi)存 /緩存（ L2）由一個(gè) 256KB 存儲空間組成，是程序和數(shù)據(jù)空間之間共享的。 C6713使用 2級緩沖的架構(gòu)和具有強(qiáng)大的多樣化的外設(shè)集。 TMS320C6713設(shè)備是德州儀器（ TI）基于高性能、先進(jìn)的超長指令字（ VLIW 指令）架構(gòu)開發(fā)的，是該 DSP 為多渠道和多功能的應(yīng)用有一個(gè)很好的選擇。 TMS320C6713芯片的結(jié)構(gòu)和 CPU TMS320C6713芯片的內(nèi)核為 Veloci TI 結(jié)構(gòu)，典型的 VLIW 結(jié)構(gòu)有多個(gè)并行運(yùn)行的執(zhí)行單元組成，這些單元在單個(gè)時(shí)鐘周期內(nèi)可以執(zhí)行多條指令。筆者針對市場客戶的需求，設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了一款以 TVP5150為視頻輸入解碼器，以PCM1801為音頻輸入 采集電路，以 TMS320C6713型 DSP 為核心處理器的多路 視頻采集 兼壓縮處理 PCI 板卡 ，并將其應(yīng)用于構(gòu)建高穩(wěn)定性、高魯棒性和多媒體 數(shù)字監(jiān)控系統(tǒng) ，取得了較好的社會效益和經(jīng)濟(jì)效益。 TMS320系列包括 TMS320C2020系列， TMS320C5000系列和 TMS320C6000系列。其基本特點(diǎn)有： 哈佛結(jié)構(gòu) ，流水線操作，專用的 硬件乘法器 ，特殊的 DSP指令，快速的 指令周期 。本次設(shè)計(jì)就是是以 TI公司的浮點(diǎn)核芯片 TMS320C6713為主要處理器。這又反過來推動(dòng)了現(xiàn)代大規(guī)模 集成電路 和微控制器的不斷發(fā)展，同時(shí)各類數(shù)字處理器的工作頻率也越來越快，例如 TI公司的控制器 TMS320C6000可達(dá)到 200 MHz。圖中， AIC23芯片 CS被下拉，因此其地址為 0011010（當(dāng) CS 引腳為高電平時(shí)， AIC23芯片的地址為0011011） .對 AIC23的配置主要包括：線輸入使能、麥克輸入靜音、數(shù)據(jù)接口設(shè)為 DSP(主 )模式、字長 16 bit、采樣率 32 kHz。在 2線模式中， 16位的控制字同樣被分成兩部 分，前 7位 [15:9]為寄存器地址，后 9位 [8:0]位寄存器內(nèi)容。緊接著是 2個(gè) 8位的數(shù)據(jù)模塊。 AIC23只用作從設(shè)備，其地址有 CS引腳的點(diǎn)評來決定。緊跟在開始發(fā)送條件后的是 7位的地址，由它決定在 2線上的哪個(gè)設(shè)備接收數(shù)據(jù)。 2線模式的時(shí) 序如圖（）所示。 16位控制字被分為兩部分，前 7位 [15:9]為鎖存器地址，后 9位 [8:0]為寄存器的內(nèi)容。 SPI時(shí)序圖如圖（）所示。其中高電平對應(yīng) SPI模式，低電平對應(yīng) 2線模式。C_write( power_down_control,//pointer to data array 2, //length of data to be transmitted 1, //master or slaver CODEC_ADDR, //slave address to transmit to 1, //transfer mode of operation 30000 //time out for bus busy )。//f9 /*AIC23 耳機(jī)右通路音頻調(diào)節(jié) */ Uint16 right_headphone_volume_control[2] = {0x06,0xF9}。//01 17 /*AIC23 右通路音頻調(diào)節(jié) */ Uint16 right_line_input_volume_control[2] ={0x3,0x17}。 /*AIC23 數(shù)字接口的使能 */ Uint16 digital_interface_activation[2] ={0x12,0x01}。 /*AIC23 模擬音頻的控制 DAC 使能， ADC 輸入選擇為 Line*/ Uint16 analog_aduio_path_control[2] ={0x08,0x10}。 /*AIC23 寄存器復(fù)位 */ Uint16 reset[2] ={0x1e,0x00}。此外根據(jù) TLV320AIC23 的接口時(shí)序，需要對 TLV320AIC23 的關(guān)鍵寄存器進(jìn)行配置，關(guān)鍵參數(shù)設(shè)置如下： /*數(shù)字音頻接口格式設(shè)置 AIC23 為主模式，數(shù)據(jù)為 DSP 模式，數(shù)據(jù)長度 16 位 */ Uint16 digital_audio_inteface_format[2]={0x0e,0x53}。C 總線接口 ,數(shù)據(jù)傳輸格式支持右判斷模式、左判斷模式、 I178。如圖 3所示為 TLV320AIC23 寄存器定義。串行數(shù)據(jù)是左聲道數(shù)據(jù)在前，緊接著是右聲道數(shù)據(jù)，串行數(shù)據(jù)是高位在前，低位在后。 BCLK 是串行時(shí)鐘，它連接到TMS320VC6713 McBSP 的發(fā)送 /接受時(shí)鐘引腳。 TLV320AIC23的 DSP Mode 的工作時(shí)序如圖 5所示。本系統(tǒng)中 TLV320AIC23采用 DSP Mode模式和 TMS320VC6713的 McBSP 接口實(shí)現(xiàn)無縫連接， 可以方便的實(shí)現(xiàn)主、從模式兩種工作方式。串行數(shù)據(jù)的前七位表示 TLV320AIC23的某個(gè)寄存器的地址，后九位表示寫到這個(gè)寄存器的數(shù)據(jù)。在 SPI方式下， SDIN 是串行數(shù)據(jù)， SCLK 是串行時(shí)鐘 CS 是控制位。由于 McBSP 不容易實(shí)現(xiàn) I178。 TLV320AIC23的控制接口有兩種工作方式， MODE 接低電平是設(shè)置為 2 線制的 I178。耳機(jī)輸出可以直接驅(qū)動(dòng) 16Ω和 32Ω的耳機(jī)，不需要外部再進(jìn)行功率驅(qū)動(dòng)。在本系統(tǒng)中采用開關(guān) Switch 進(jìn)行兩種輸入方式的切換。立體聲輸入口包括左右聲道的輸入，麥克風(fēng)輸入是語音直接輸入。該芯片回放時(shí)的功率消耗小于 23mW，因此多用于便攜式的數(shù)字音頻播放器和錄音的模擬輸入輸出。在 TLV320AIC23B 中的模數(shù)轉(zhuǎn)換器（ ADC）和數(shù)模轉(zhuǎn)換器（ DAC）使用多比特 sigmadelta 工藝，并在內(nèi)部集成了高采樣率的數(shù)字內(nèi)插濾波器。 硬件功能結(jié)構(gòu) 語音處理模塊的主要功能是與 DSP 芯片進(jìn)行數(shù)據(jù)通信，將語音信號通過線輸入、傳聲器輸入兩種方式經(jīng)其初步處理后傳入 DSP 芯片；或?qū)?DSP 芯片處理過程的信號轉(zhuǎn)換為語音信號有線輸出或揚(yáng)聲器輸出。能夠?qū)崿F(xiàn)與 C6713DSP 的 McBSP 的端口的無縫連接，使系統(tǒng)設(shè)計(jì)更加簡單，而與 和 SPI 總線兼容的控制接口能使 AIC23 DSP 編解碼器作為一個(gè)單片的 AFE 與其他處理器共同使用。在 DAC 轉(zhuǎn)換達(dá)到 96KHZ 時(shí)噪音為 100dBA，能夠高品質(zhì)的數(shù)字回放音頻，在回放時(shí)僅僅減少 23mW。數(shù)據(jù)傳輸寬度可以是 16位， 20位和 32位，采樣頻率范圍支持從 8KHZ 到 96KHZ。目前， Creative Technolgy正從事語音和多媒體等方面的研究，讓用戶感到更方便。新加坡音效卡供應(yīng)商 Creative Technology 的技術(shù)銷售專家Ian Skelton 強(qiáng)調(diào)指出， DSP 面市后，語音便成了工作重點(diǎn)。 DSP 已經(jīng)在音效應(yīng)用中得到廣泛采用，而且大部分應(yīng)用于音效產(chǎn)品的技術(shù)，例如應(yīng)用于多媒體音效卡。聲音數(shù)字壓縮技術(shù)早已獲得應(yīng)用，其中以脈沖編碼調(diào)制 (PCM)的方法最普遍。 DSP 算法允許將 CD 品質(zhì)的錄音從 Inter 下載到 PC，然后傳送到便攜式播放機(jī)，通過解壓 DSP 芯片實(shí)現(xiàn)回放。撥號連接到 VoIP 網(wǎng)關(guān)的可以是 modem、傳真或者話音，所以處理這些呼叫的 DSP必須快速切換操作層面。例如 DSP 芯片應(yīng)用于 VoIP 網(wǎng)關(guān)產(chǎn)品。本文結(jié)合 TMS320VC6713處理器適合語音信號處理的特點(diǎn)和實(shí)踐應(yīng)用 ,配合 TLV320AIC23專用語音采集模塊 ,構(gòu)成音頻采集、處理和播放語音系統(tǒng) ,成功實(shí)現(xiàn)語音信號的采集與回放 ,并進(jìn)行了數(shù)字語音回聲制作。數(shù)字信號處理的實(shí)現(xiàn)是用硬件、軟件或軟硬結(jié)合的方法來完成 ,最普遍的方法是用通用的可編程 DSP芯片構(gòu)建硬件平臺 ,通過軟件編程實(shí)現(xiàn)特定的系統(tǒng)功能?，F(xiàn)代 DSP 技術(shù)的發(fā)展提高了數(shù)字信號高速運(yùn)算與同步處理的能力 ,更推進(jìn)了語音處理技術(shù)的發(fā)展。采用 C 語言以及匯編語言的混合編程方式對系統(tǒng)主程序和子模塊的編寫和調(diào)試，來實(shí)現(xiàn)語音信號的采集、處理和數(shù)字回聲回放的功能。本文運(yùn)用 TMS320C6713處理器和 AIC23語音處理芯片搭建出語音處理的硬件平臺，