采用DSP内核技术进行语音压缩开发

2006-05-07 15:50:03来源: 电子技术应用

    根据实际开发经验,我们认为D6571芯片与其它公司所提供的某些DSP内核芯片相比,其最大的优点是几乎不需要任何开发工具或软件就可使用。因为该芯片的数据是双向的,既可由上位机将压缩后的语音数据通过它解压转变成语音,也可输入语音通过它进行实时压缩后传送给上位机。这就大大方便了长回放时间语音开发用户的使用。更何况目前许多语音压缩芯片对语音数据的管理是不公开的,例如:某些数字录音电话的语音压缩芯片。

2 系统构成

    与语音处理有关的系统构成如图2所示。

    语音数据存放在一片32兆位的flash中,采用三星的K29W3200,这是一种8位并行接口的闪存,并行接口有利于提高代码效率和满足实时性要求。

    在语音数据的压缩和回放过程中,D6571和flash之间的数据吞吐均通过上位机进行。上位机采用89C52。系统还有64×64的点阵液晶模块ACM6464等外围设备。所有的设备均使用一条公共的8位数据总线,即CPU的P0口;P2口的六根口线用于键盘管理;P3口的两根口线作为两条串口线;这样用于外设管理的口线还剩余16根可用。系统实际使用了其中的14根线:与flash管理有关的使用6根,与D6571有关的使用4根,还有4根用于液晶显示管理。

    音频编解码接口芯片采用一片TP3054,TP3054工作所需的同步脉冲、采样时钟、数据信号等只需要与D6571的四根控制线相连即可得到。

3 系统开发

    本系统的语音开发分为上载、数据合成及下载三个过程。上载是指获得语音压缩数据;数据合成是指将全系统的数据按一定的结构组织成一个文件;下载是指仪器装配出厂时将文件烧录到flash中。这三个过程均通过PC机进行。由于系统板上MCU的串行信号直接输出的是TTL电平,因此,本系统的语音开发唯一需要另外制作的硬件就是使用一片MAX232来完成与PC机之间的电平转换。

    D6571具有16位宽度的总线,但也允许以分时方式使用8位总线,这时上位机须用HL信号表示送上总线的是高8位还是低8位;而当D6571主动将数据送上总线时,会发出ACK信号通知上位机读取数据。HRD和HWR则是读和写的控制线。由于Triple Rate Coder算法是按30毫秒分帧采样,然后再进行分析压缩的,因此无论是读取压缩数据还是回送压缩数据,均必须在一帧之内完成,否则D6571会自行进入休眠状态。向D6571输送语音数据的过程如下:首先送出解压控制命令,然后接收一个回送状态字,状态字中包含了当前帧所需要的字节数,上位机就连续送出规定数目的数据,待一帧处理完毕后,D6571会继续送出状态字。如此循环就可连续回放出语音了。而利用D6571进行语音压缩的数据处理过程正好相反,状态字中包含的是当前帧压缩所得到的字节数,上位机就应连续接收规定数目的数据。

    上载时,首先要得到的是各个语音段的压缩数据。作为准备工作,先用PC机的录音机工具将我们所需的语音录制成WAV文件。然后对MCU和PC机分别编写共同配合工作的两段程序来完成以下功能:PC机通过声卡播放声音给D6571;89C52控制D6571进行语音压缩并读回压缩数据,然后通过串口线回送给PC机,PC机则将每段的压缩数据存盘。

    由于每段语音播放时均要有一定的中文点阵字符显示,数据合成的任务就是要将每段数据加上索引和字符点阵数据后再合成为一个完整的近32兆位的二进制文件。文件形成时为了使数据定位和读出编程方便,数据块以flash的页为单位,一页为528字节。

    下载工作则较简单,在设备出厂前直接使用系统89C52的串口将数据合成形成的文件下载到闪存中即可。

    D6571的压缩率极高,使用和开发也比较方便。因此尽管本系统的语音容量长达200分钟,但系统整体设计十分简洁、经济,几乎不需调试。主要开发工作是MCU和PC机的一些程序开发使用C51和VB编程,开发速度也比较快。

    由于D6571的控制命令很丰富,系统用户界面的软件是很容易编写的。例如,由于该芯片具有30阶的音量控制命令,我们未添任何硬件就为设备增加了数字音量控制功能。D6571的控制命令还包含自动增益控制、变速回放、数字滤波器等更加高级的命令,因此,它几乎可应用于任何语音场合。

编辑: 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/designarticles/dsp/200605/2824.html
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