[發(fā)明專利]一種基于數(shù)字信號處理器芯片和現(xiàn)場可編程門陣列芯片的語音基帶處理系統(tǒng)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410472568.3
• 申請日: 2014-09-10
• 公開（公告）號: CN104299616A
• 公開（公告）日: 2015-01-21
• 發(fā)明（設計）人: 蘇振宇;于飛;李前
• 申請（專利權）人: 浪潮電子信息產(chǎn)業(yè)股份有限公司
• 主分類號: G10L19/012
• 分類號: G10L19/012
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發(fā)明涉及一種語音基帶處理系統(tǒng)，特別涉及一種基于數(shù)字信號處理器芯片和現(xiàn)場可編程門陣列芯片的語音基帶處理系統(tǒng)，主要完成語音數(shù)字化、數(shù)字語音信號和數(shù)據(jù)信號的處理和傳輸功能。

背景技術

在數(shù)字傳輸系統(tǒng)中，傳輸對象的二進制數(shù)字信息可以來自計算機、網(wǎng)絡或其它數(shù)字設備的各種數(shù)字代碼，也可以來自數(shù)字電話終端的脈沖編碼信號。基帶傳輸是一種基本的數(shù)據(jù)傳輸方式，又叫數(shù)字傳輸，目的是把傳輸?shù)臄?shù)據(jù)轉換為數(shù)字信號，使用固定的頻率在信道上傳輸。因此，設計數(shù)字傳輸系統(tǒng)的基本方法是選擇一組有限的離散的波形來表示數(shù)字信息。由于未經(jīng)調(diào)制的脈沖電信號所占據(jù)的頻帶通常從直流和低頻開始，因而稱為數(shù)字基帶信號。在發(fā)送端，基帶傳輸?shù)臄?shù)據(jù)經(jīng)過編碼器變換變?yōu)橹苯觽鬏數(shù)幕鶐盘枺诮邮斩擞山獯a器恢復成與發(fā)送端相同的信號。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決現(xiàn)有技術的問題，本發(fā)明提供了一種基于數(shù)字信號處理器芯片和現(xiàn)場可編程門陣列芯片的語音基帶處理系統(tǒng)，其實現(xiàn)了語音信號的數(shù)字化和編/解碼、數(shù)據(jù)傳輸?shù)裙δ堋?/p>

本發(fā)明所采用的技術方案如下：

本發(fā)明以DSP(數(shù)字信號處理器)和FPGA(現(xiàn)場可編程門陣列)為控制核心，包括：DSP芯片、FPGA芯片、語音編碼模塊、語音譯碼模塊、Flash芯片、總線驅動器、SRAM芯片、FPGA配置芯片、電源芯片、鍵盤/顯示模塊。本發(fā)明對語音的數(shù)字化和編/解碼采用了連續(xù)可變斜率增量編碼調(diào)制CVSD(連續(xù)可變斜率增量調(diào)制)，CVSD是ΔM的一種改進，可以保證在相同音質的情況下，使ΔM的碼率從ADPCM(自適應差分脈沖編碼調(diào)制)的32kb/s降到16kb/s。DSP芯片用來實現(xiàn)語音基帶處理的功能，F(xiàn)PGA芯片完成數(shù)字信號的QPSK(四相相移鍵控信號)調(diào)制/解調(diào)。

本發(fā)明可以通過如下措施達到：

1.DSP芯片：選用TMS320VC5409。其指令速度最快能達到100MIPS，能夠實現(xiàn)該模塊對實時處理的要求。片內(nèi)ROM容量為16K×16位，片內(nèi)雙尋址RAM容量位32K×16位，可以減少片外存儲器的容量。TMS320VC5409片內(nèi)外設豐富，有軟件等待狀態(tài)發(fā)生器、主機接口HPI、時鐘發(fā)生器、3個多通道緩沖串行口McBSP等，可以滿足該模塊數(shù)據(jù)傳輸?shù)男枨蟆cBSP具有靈活的接口能力，既可實現(xiàn)全雙工通信，直接與數(shù)字信號編解碼器的工業(yè)標準接口，也可以通過串行口與ADC/DAC實現(xiàn)連接。TMS320VC5409的接口能方便地進行外圍電路的設計，當用低速的片外存儲器時，可以自動插入等待周期，以解決速度的匹配。

2.FPGA芯片：選用美國Altera公司低成本CycloneII系列的EP2C20F256C8器件，該芯片總引腳數(shù)為256根，其中用戶I/O引腳為152根，RAM總量為239616bit(29.25KB)，邏輯單元(LE)18752個。其IO接口數(shù)量及內(nèi)部資源完全可以滿足本系統(tǒng)的需求。

2.語音編碼模塊：包括信號放大濾波器和語音編碼器，信號放大濾波電路選用LM356運算放大器，可用于采樣和同步電路、快速ADC和DAC、寬帶放大器、低噪聲放大器等。編解碼芯片采用MOTOROLA公司的MC3418。

3.語音譯碼模塊：包括語音譯碼器和語音接收放大濾波電路，語音譯碼芯片仍采用MC3418，語音接收放大濾波電路選用低功率音頻放大器LM386，電壓增益范圍為20～200V。

4.Flash芯片：采用Atmel公司的AT29LV020芯片，構成256K×8位的存儲空間作為DSP芯片的擴展存儲器，用來保存DSP運行的程序和數(shù)據(jù)。

5.總線驅動器：采用TI公司16位總線驅動器SN74LVTH16245，用于提高總線的驅動能力，以便擴展外設。SN74LVTH16245可與DSP的地址、數(shù)據(jù)總線匹配，工作電壓3.3V，可以承受0～7V輸入電壓，能與3.3V的DSP和5V的TTL設備兼容。

6.SRAM芯片：采用CYPRESS公司的CY7C1006D芯片，容量是64K×16，作為DSP芯片擴展的外部數(shù)據(jù)存儲器。

7.FPGA配置芯片：采用Altera公司的EPCS4芯片，該芯片用來存儲FPGA的程序。

8.電源1：采用TI公司的電源芯片TPS73HD318，能提供固定電壓3.3V和1.8V，每路電源的最大輸出電流為750mA，并且?guī)в袑挾葹?00ms的低電平復位脈沖，直接連接到DSP芯片的復位端。

9.電源2：采用美國ST公司電源芯片LD1117AS12TR，用于產(chǎn)生1.2V電壓。