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語音處理系統(tǒng)
閱讀�5582�(shí)間:2010-12-25 11:08:12

  語音信號(hào)處理在通信�(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)�,語音傳�?shù)�?shù)字化是全�(shù)字化移動(dòng)通信系統(tǒng)中的重要�(huán)節(jié)。高�(zhì)�、低速率的話音編碼技�(shù)與高效率的數(shù)字調(diào)制技�(shù)�(jié)�,為�(xiàn)代移�(dòng)通信提供了優(yōu)于模擬移�(dòng)通信的系�(tǒng)容量、通信�(zhì)量和頻譜利用率。現(xiàn)代移�(dòng)通信的發(fā)展也�(duì)系統(tǒng)的功耗提出了較高的要�,因此低功耗、高性能的DSP已經(jīng)越來越廣泛地被應(yīng)用于各�(gè)�(lǐng)�。本文介紹采用美國德州儀器公�(TI)開發(fā)出來的TMS320VC5510A,利用其�(shù)�(jù)處理能力及低功耗特性,并且�(jié)合MSP430F149增加了系�(tǒng)的控制能�,�(jìn)行各種語音算法的�(shí)�(shí)�(shí)�(xiàn),對(duì)于實(shí)際開�(fā)語音處理系統(tǒng)具有重要的參考價(jià)�,并且該平臺(tái)已經(jīng)�(yīng)用于�(shí)際產(chǎn)品中�

組成

  語音算法多種多樣,要求語音處理系�(tǒng)的前端提供符合算法精度要求的�(shù)字采樣信�(hào),因此要求前端的A/D、D/A具有較高的采樣率和采樣精�。語音處理系�(tǒng)還有�(shí)�(shí)性的要求,在一些應(yīng)用中還要求語音編解碼算法、加解密算法、信道編解碼算法甚至�(diào)�、解�(diào)算法都在同一塊芯片中�(shí)�(xiàn),因此要求系�(tǒng)的數(shù)�(jù)處理能力�(qiáng),存�(chǔ)空間�。在通常的DSP�(yīng)用系�(tǒng)中,DSP加上存儲(chǔ)�、A/D、D/A和外�(shè)接口就可以實(shí)�(xiàn)。但是越來越多的�(chǎng)合要求系�(tǒng)完成與外部系�(tǒng)的通信和控�,例如人�(jī)接口、信道傳輸設(shè)備等控制功能。這些均可以采用MCU+DSP的結(jié)�(gòu),以彌補(bǔ)單一DSP系統(tǒng)控制能力差的不足

原理

  模擬話音�(jīng)過功放構(gòu)成的帶通濾波器,通過TLV320AIC10的模/�(shù)�(zhuǎn)換器(ADC)轉(zhuǎn)換成8 000Hz的數(shù)字信�(hào),該采樣信號(hào)的精度為16�,對(duì)輸入模擬信號(hào)的幅度要求為-3.3�3.3V。數(shù)字化的語音信�(hào)通過同步串口(McBSP)傳送到DSP(TMS320VC5510A)�(nèi)部緩沖區(qū),送入編碼器�(jìn)行編�,得到的�(shù)�(jù)流通過同步串口(McBSP)及信道接口傳給終端,經(jīng)過信道編碼后傳輸。從信道收到的碼流經(jīng)過終端解碼通過同步串口(McBSP)傳給DSP�(nèi)部的緩沖區(qū),送入解碼器�(jìn)行解碼,得到的數(shù)字化語音再通過同步串口(McBSP)傳給TLV320AIC10的模/�(shù)�(zhuǎn)換器(ADC�,轉(zhuǎn)換成模擬信號(hào)輸出。為了增�(qiáng)該硬件平�(tái)的控制能�,DSP(TMS320VC5510A)通過主機(jī)接口(HPI)與MCU(MSP430F149)�(jìn)行通信。并且增加了存儲(chǔ)器Flash(SST39VF800A),以保證可以�(jìn)行脫�(jī)�(yùn)行�

系統(tǒng)軟件�(yōu)化降低功�

  由于MCU具有較強(qiáng)的事件響�(yīng)能力以及DSP具有較強(qiáng)的數(shù)�(jù)處理能力,因此可以通過MCU針對(duì)不同算法�(dòng)�(tài)地改變系�(tǒng)的工作頻率及DSP的工作狀�(tài),從而降低系�(tǒng)功耗。例如在該平�(tái)�(yùn)行清華大�(xué)自主研制�600�1 200�2 400bps語音算法,需要針�(duì)不同算法要求不同的數(shù)�(jù)�(yùn)算量�(jìn)行動(dòng)�(tài)配置。DSP采用MCU提供�8.192MHz的時(shí)�、通過片內(nèi)集成的DPLL�(jìn)行倍頻得到所需要的主時(shí)�。由于系�(tǒng)的部分代碼是處于54兼容模式�,所以在系統(tǒng)軟件的主函數(shù)中,�(dāng)不需要�(jìn)行編解碼操作�(shí),系�(tǒng)可以處于正常狀�(tài),即IDLE1或IDLE2狀�(tài)。更具體的管理可以使用c55x系列的IDLE domain(IDLE�)�(jī)制�(jìn)行管理[6]�3種狀�(tài)具體描述如下�

  NO IDLE:定�(shí)�、通用串口和內(nèi)核均處于正常工作模式�

  IDLE 1:定�(shí)器和通用串口正常工作模式,內(nèi)核處于IDLE狀�(tài),由中斷喚醒�

  IDLE 2:定�(shí)�、通用串口和內(nèi)核都處于IDLE狀�(tài),由中斷喚醒�

  針對(duì)不同的算�,由于要求的�(shù)�(jù)�(yùn)算量不同,能夠保證算法工作的系統(tǒng)頻率也不同。通過�(duì)不同的數(shù)�(jù)�(yùn)算要求動(dòng)�(tài)�(diào)整系�(tǒng)的工作狀�(tài),可以限度地�(shí)�(xiàn)降低功耗的目的,從而實(shí)�(xiàn)針對(duì)不同�(yùn)算量的功耗控制。實(shí)際使用中,當(dāng)DSP:運(yùn)�600SELP算法�(shí),系�(tǒng)工作�32.768MHz;運(yùn)�1 200SELP算法�(shí),系�(tǒng)工作�40.960MHz;運(yùn)�2 400SELP算法�(shí),系�(tǒng)工作�24.576MHz。與單一的運(yùn)行在81.92MHz情況下相�,系�(tǒng)功耗分別降低了41��36��48�,大大減少了系統(tǒng)功��

  該硬件平�(tái)已經(jīng)成功�(yùn)行了G.723.1、G.729A/B和CVSD等算�,并且獲得了良好的效�,具有廣闊的�(yīng)用前��

維庫電子�,電子知�(shí),一查百��

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