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DSP在语音处理中的应用

发布时间:2008/5/27 0:00:00 访问次数:958

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。


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。


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