【正文】 .Audio_in_data3: {} SDRAM .Audio_a_data1: {} SDRAM .Audio_b_data1: {} SDRAM .stack : {} DARAM0 .sysstack: {} DARAM0 .sysmem : {} DARAM0 .cio : {} DARAM1 .data : {} DARAM1 10 / 28 .bss : {} DARAM1 .const : {} DARAM1 .csldata: {} DARAM0 .dmaMem: {} DARAM0 } (2)A律和 u律主程序 ： include include include include include include include include include include include undef CODEC_ADDR define CODEC_ADDR 0x1A define SIGN_BIT (0x80) /* Sign bit for a Alaw byte. */ define QUANT_MASK (0xf) /* Quantization field mask. */ define NSEGS (8) /* Number of Alaw segments. */ define SEG_SHIFT(4) /* Left shift for segment number. */ define SEG_MASK (0x70) /* Segment field mask. */ define GPIODATA (*(volatile ioport Uint16*)(0x3401)) /*static short seg_end[8]={0x1F,0x3F,0x7F,0xFF,0x1FF,0x3FF,0x7FF,0xFFF}。音頻輸入可以使用麥克風(fēng)輸入（提供麥克風(fēng)偏置輸出和前置放大器）和立體聲輸入（提供可編程放大器），音頻立體聲輸出可提供耳機(jī)功率放大器，能提供 30mW輸出功率，驅(qū)動 32Ω 負(fù)載 。其特點(diǎn)有： 全雙工同步串行口 ； 可直接與系統(tǒng)中的其它 C55x 器件、編碼解碼器、串行 A/D、 D/A轉(zhuǎn)換器以及其它的串行器件直接 相連； 內(nèi)置μ 律和 A律壓擴(kuò)硬件 ； 支持傳輸?shù)臄?shù)據(jù)字長有 1 1 24或 32bit。 （ 3）、 McBSP介紹 McBSP：多通道緩沖串行口 (Multichannel Buffered Serial Port)，是串行口的一種 。 擴(kuò)展存儲空間需占VC5502的多個 空間。 AIC23B 與 DSP 的McBSP1相連接。 本實(shí)驗(yàn)用到的信號采集和輸出口有 3 個： 立體音輸入接口linein(J5，直接接電腦的語音輸出端口 )/麥克風(fēng)輸入接口 (J7)/耳機(jī)音頻輸出接口 (J6)。 3. 硬件特點(diǎn) (1)、 BJTUDSP5502實(shí)驗(yàn)系統(tǒng) 介紹 BJTUDSP5502 實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)是北京交通大學(xué)電信學(xué)院電工電子教學(xué)基地自行開發(fā)的一套 DSP信號處理硬件實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)， 實(shí)驗(yàn)箱內(nèi)包括 BJTUDSP5502實(shí)驗(yàn)板和 SEEDXDS510PLUS仿真器以及相關(guān)配件。將 8位的壓縮結(jié)果存儲到系統(tǒng) RAM中進(jìn)行緩存，根據(jù)抽樣率、語音存儲時間以及系統(tǒng) RAM的容量設(shè)置語音存儲緩沖區(qū)的大小，待緩沖區(qū)存滿后，將緩沖區(qū)內(nèi)的數(shù)據(jù)進(jìn)行解壓 縮，然后輸出到 SPEAKER接口輸出端。語音壓縮是把 16位的數(shù)據(jù)比特轉(zhuǎn)化為 8位數(shù)據(jù)比特，從而到達(dá)語音壓縮的目的。 另外，在通常情況下 McBSP 先傳輸信號的高位后傳輸?shù)臀?，但是在字長為 8比特的數(shù)據(jù)傳輸時， McBSP提供了比特倒序的功能，即可以先 傳輸?shù)臀缓髠鬏敻呶?。?shù)據(jù)處理與第一種方法相同，但它可以提供中斷信號（或同步事件）給 CPU（或 DMA）。該處理比軟件實(shí)現(xiàn)快，不利之處在于處理完后沒有同步信息通知 CPU和 DMA。 A律數(shù)據(jù)壓縮表 ： 除對串行口數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)壓擴(kuò)處理外，這套硬件在 McBSP 不使用時還可以當(dāng)作一個特殊的處理單元對內(nèi)部數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)壓擴(kuò)處理，他有兩種實(shí)現(xiàn)方法。這 7位碼由 3位段落碼和 4位段內(nèi)碼組成。 DSP內(nèi)部的緩沖串口（ McBSPs）帶有硬件實(shí)現(xiàn)的 μ 律／ A 律壓縮解壓，用戶只需要在相應(yīng)寄存器中進(jìn)行設(shè)置就可以了。DSP 將解壓后的數(shù)據(jù)放在緩沖串口的發(fā)送寄存器中，只要運(yùn)行發(fā)送指令，緩沖串口就會將數(shù)據(jù)發(fā)送出去。 下 圖是 DSP將數(shù)據(jù)解壓的值， DSP將壓縮的 8位數(shù)據(jù)解壓成 16位的 DSP通用數(shù)據(jù)格式，其中高 13 位為解壓后的 數(shù)據(jù)，低 3 位補(bǔ) 0。所以原來的 16段折線變?yōu)?13段折線。而 x 取負(fù)值時，壓擴(kuò)特性與 x 取正值成奇對 稱。第一段斜率 其他段為 : 。這樣 y也分為 128個量化級，與 x軸的 128 個量化級對應(yīng)。這樣非均勻編碼使小信號量化臺階縮小了 16倍，相當(dāng)于小信號信噪比改善了 20dB。在小信號的量化臺階很小，使小信號時量化噪聲減小。 第二步：把每段均勻劃分為 16等份，每一份表示一個量化級，顯然 8段共 16x8=128= 個量化級，需要二進(jìn)制 7 位編碼表示。第一分點(diǎn)取在 V/2 處，然后每段都是剩下部分的 1/2。 13段折線的壓縮特性如下圖。這種壓擴(kuò)特性常把壓縮、量化和編碼合為一體。對話音信號編碼，常采用 μ=255 ，這樣適量化信噪比改善約 24dB。 而我國采用的是 A律壓縮，而且有標(biāo)準(zhǔn)的 A律 PCM編碼芯片。 國際上有兩種非均勻量化的方法： A 律和 u律， u律是最常用的一種。 （ 2）量化： 脈沖編碼調(diào)制用同等的量化級數(shù)進(jìn)行量化，即采用均勻量化， 而均勻量化是基本的量化方 式。 波形編碼的最簡單形式就是脈沖編碼調(diào)制（ Pulse code modulation），這種方式將語音變換成與其幅度成正比的二進(jìn)制序列，而二進(jìn)制數(shù)值往往采用脈沖表示，并用脈沖對采樣幅 度進(jìn)行編碼，所以叫做脈沖編碼調(diào)制。 三、 【 設(shè)計(jì)方案、算法原理說明 】 1．語音編碼 （ 1）概念： 語音編碼一般分為兩類：一類是波形編碼，一類是被稱為“聲碼器技術(shù)”的編碼。 （ 2）實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)所要求的各項(xiàng)功能。律語音壓縮標(biāo)準(zhǔn)可以分別將 13 比特和 14 比特壓縮為 8 比特， 達(dá)到語音壓縮的目的。達(dá)到這一目標(biāo)的基本做法是，對大信號使用大的量化間隔，而小信號則使用小的臺階。 發(fā)揮部分： 使用多種算法進(jìn)行語音的壓縮、存儲和解壓縮，比較它們之間的優(yōu)缺點(diǎn)。 2 / 28 （ 3）存儲器存滿之后，使用 DSP進(jìn)行實(shí)時解壓縮，并從 SPEAKER輸出口進(jìn)行回放輸出。 DSP課程設(shè)計(jì) 實(shí) 驗(yàn) 報(bào) 告 語音壓縮，存儲和回放 院（系）： 電子信息工程學(xué)院 成績： 工程設(shè)計(jì) 50 報(bào)告 20 答辯 30 總分 評語： 指導(dǎo)教師簽字： 日期： 1 / 28 目 錄 一、 設(shè)計(jì)任務(wù)書 …………………………………………………………… 1 二、設(shè)計(jì)內(nèi)容……………………………………………………………… 2 三、設(shè)計(jì)方案、算法原理說明…………………………………………… 2 四、程序設(shè)計(jì)、調(diào)試與結(jié)果分析………………………………………… 8 五、設(shè)計(jì)（安裝）與調(diào)試的體會………………………………………… 26 六、參考文獻(xiàn)……………………………………… …………………… … 26 二、 【 設(shè)計(jì)內(nèi)容 】 1． 設(shè)計(jì)要求及目標(biāo) 基本部分： （ 1） 使用 DSP實(shí)現(xiàn)語音壓縮和解壓縮的基本算法，算法類型自定，例如可以采用 、。 （ 2）采用 A/D轉(zhuǎn)換器從 MIC輸入口實(shí)時采集語音信號，進(jìn)行壓縮后存儲到 DSP的片內(nèi)和片外 RAM存儲器中，存儲時間不小于 10秒。 （ 4）使用指示燈對語音存儲和回放過程進(jìn)行指示。 2． 設(shè)計(jì)思路 語音信號的幅度（發(fā)音強(qiáng)度）并非均勻分布，由于小信號占的比例比大信號大很多，因此可以進(jìn)行非均勻量化。 ITUT 建議的 PCM A律和 181。 3． 要求完成的任務(wù) （ 1）編寫 C語言程序，并在 CCS集成開發(fā)環(huán)境下調(diào)試通過。 （ 3）按要求撰寫設(shè)計(jì)報(bào)告。 PCM編碼即脈沖編碼調(diào)制。 脈沖編碼調(diào)制沒有考慮語音的性質(zhì)，所以信號沒有得到壓縮。但是均勻量化有缺點(diǎn)，在信 號動態(tài)范圍較大而方差較小的時候，其信噪比會下降 。在美國， 7 位 u 律是長途電話質(zhì)量的標(biāo)準(zhǔn)。 (1)、 μ 律壓擴(kuò) μ 律壓擴(kuò)的數(shù)學(xué)解析式： 其中： x 為輸入信號的歸一化值； y 為壓擴(kuò)后的信號。