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DSP在语音处理中的应用

王朝厨房·作者佚名  2007-01-04
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合众达电子技术有限公司 段立锋

概述

TMS320VC5509是TI推出的高性能的定点的DSP,最高可以运行在144MHz的主频,它基于TMS320C55x DSP的核,因而具有高效且低功耗的特点,适合便携设备使用。C5509采用统一编址的方式来划分存贮空间,程序与数据总线均能对其访问。从而使C5509便于大量数据的处理与程序的优化。C5509片内集成了128K 16Bits的SRAM,并具有EMIF接口,可以与SDRAM无缝连接。除此之外,C5509还具有以下的外设:

□ USB1.1的标准接口;

□ MMC(SD) Card的标准接口;

□ IIC、McBSP、RTC接口;

这些特点决定了其适合于MP3等音频处理的便携设备的开发。

TLV320AIC23 是TI推出的高性能的立体声音频Codec芯片,片上包含了耳机输出放大器,并支持MIC和LINE IN两种输入方式,且对输入和输出都具有可编程增益调节。AIC23的模数转换(A/D)和数模转换(D/A)部件集成在芯片内部,采用了先进的 Sigma-delta过采样技术,可以在8K到96K的频率范围内提供16bit、20bit、24bit和32bit的采样,ADC和DAC的输出信噪比分别可以达到90dB和100dB。与此同时,AIC23还具有很低的能耗。由于具有上述优点,使得AIC23是一款非常理想的音频器件,可以很好的应用在随声听(如CD,MP3……)、录音机等数字音频领域。

结合以上这两颗TI芯片的优点,开发用于语音处理的系统是极为方便的。整个系统构成简单,功能强大。

系统的原理框图

系统电路的说明

TLV320AIC23与DSP的接口

TLV320AIC23B 与C5509的接口有两个,一个是控制接口,用于设置TLV320AIC23B的工作参数;另一个是数据口,用于输入/输出TLV320AIC23B的 A/D、D/A数据。C5509的IIC总线接TLV320AIC23B的控制口。其原理如图2。

TLV320AIC23B的数据接口

TLV320AIC23B的数据接口一般采用IIS与DSP两种模式,这两种工作方式均可以方便的与C5509的McBSP串口相连接,下面以DSP模式说明数据口的连接。其硬件的管脚说明如下:

□ BCLK: 数据口位时钟信号。当TLV320AIC23B为从模时(通常情况),此时钟由DSP产生;当其为主模式时,此时钟由TLV320AIC23B产生。

□ LRCIN:数据口DAC输出的帧同步信号或IIS模式下的左/右声道时钟

□ LRCOUT:数据口ADC输出的帧同步信号或IIS模式下的左/右声道时钟

□ DIN: 数据口DAC输出的串行数据的输入

□ DOUT:数据口ADC输入的串行数据的输出这部分可以与C5509的McBSP无缝连接,唯一要注意的是McBSP的接收时钟与TLV320AIC23B的BCLK都由McBSP的发送时钟提供;当LV320AIC23B做主设备时,McBSP的发送与接收时钟均由TLV320AIC23B来提供。

C5509与 TLV320AIC23B的连接既可采用DSP模式,也可采用IIS模式,区别仅在于DSP的McBSP帧同步信号的宽度。后者的帧同步信号的宽度必须为一个字(16位)长,而前者的帧宽度可以为一个位长。比如在字长16位(即左右声道的采样各为16位)帧长为32位的情况下,如采用IIS模式,帧同步信号宽度应为16位;面采用DSP模式,帧信号宽度1位即可。DSP模式时,TLV320AIC23B的数据口的时序如图三所示:

TLV320AIC23B的控制口

TLV320AIC23B的控制接口有两种工作方式,分别为:

□ 2线制的IIC方式;

□ 3线制的SPI方式;

C5509片上内含IIC模式,所以系统直接使用IIC总线来控制TLV320AIC23B,此时C5509作为IIC总线的主设备,TLV320AIC23B作为IIC总线的从设备。从而完成对TLV320AIC23B的配置。

C5509的存贮器的接口

C5509与SDRAM的接口

系统中设计64M位(4M 16位)的SDRAM,它占用C5509的CE0与CE1两个片外存贮空间,根据C5509的EMIF接口的特点,SDRAM的工作频率为CPU主时钟的一半,主时钟144MHz时,SDRAM的工作频为72MHz。在使用SDRAM之前,C5509还需要对EMIF进行设置,其配置过程如下:

□ 设置寄存器EBSR,将外部总线设为全EMIF工作模式。

□ 设置寄存器CEx,选择SDRAM容量的大小,数据的宽度,刷新的方式。

□ 设置有关时序的相关寄存器。包括SDC1、SDPER、SDCNT、SDC2。

C5509与串行EEPROM的接口

串行EEPROM是系统用来存贮代码的,C5509提供了SPI接口的串行EEPROM。为了实现EEPROM的引导功能,按C5509的要求,EEPROM应按下图进行连接。

USB1.1与MMC(SD)接口

USB与MMC(SD)接口均为C5509内部所集成的功能,在此订要完成系统中数据的输送与存贮。

其中USB实现的是1.1标准的从设备,可以作为系统与微机通讯的主要方式。其配置由C5509来完成。

MMC(SD)接口兼容MMC多媒体卡,与SD数据卡,其接口方式有两种,一为标准接口,一为SPI接口,在系统中采用标准接口实现MMC多媒体卡的读写。

本文摘自《世界电子元器件》

 
 
 
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