基于PCI总线的语音信号处理系统

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1、介绍内容课题来源总体描述PCI总线介绍数字信号处理器语音压缩算法硬件设计软件设计总结感谢总体描述（一）总体描述（二）串/并DSPPCI桥PCI总线CPLDPCMPCI总线介绍PCI总线的发展背景PCI总线的工作原理PCI专用桥芯片PCI2040PCI总线的发展背景ISA总线微处理器的高速与总线的低速不同步，造成数据I/O的瓶颈1993年，INTEL提出PCI局部总线，与ISA，EISA兼容独特的中间缓冲器设计，独立于CPU和时钟频率，PCI总线上的设备通过PCI桥与CPU相连PCI总线的特点总线宽度32位，可扩展到64位支持猝发成组工作方式，可提高传送速度总线的工作频率为33M

2、Hz，PCI2.0达66MHz数据传送速率高达132MHz——264MHz对PCI扩展卡支持自动配置，实现即插即用实现触发级的中断，可支持中断共享PCI总线的工作原理定义了三种物理地址空间配置空间有256字节，其中预定义头区域为64字节，任何PCI设备都必须支持定义了两种配置机制配置机制1中，通过两个双字I/O地址来对配置空间进行操作。CF8H为地址寄存器，CFCH为数据寄存器专用桥芯片PCI2040（一）TI公司生产的，DSP与PCI总线的桥芯片在PCI口与PCI总线无缝连接在HPI口与DSP的HPI口无缝连接在HPI口可带四片DSP3.3V内核电压，与PCI总线上的3.3V

3、兼容专用桥芯片PCI2040（二）地址数据线AD14和AD13映射到HCS0—HCS4，以选择DSP地址数据线AD12和AD11映射到HCNTL0和HCNTL1，以选择寄存器。HPI口有三个寄存器：HPIC，HPIA和HPID。被映射到存储器空间或I/O空间。映射地址放在PCI配置空间的存储器或I/O基地址寄存器中PCI2040通过访问这三个寄存器来实现对DSP的控制数字信号处理器TMS320VC5402的特点bootloaderHPI接口与操作‘C5402的特点（一）增强型哈佛结构，一个程序总线，三个独立的数据总线40bit的算术逻辑单元ALU可寻址的程序空间达1Mx16bi

4、t4Kx16bit片内ROM16Kx16bit双口片内RAM‘C5402的特点（二）片内外设：软件可编程等待状态发生器；片内锁相环时钟发生器；两个多通道缓冲串口；增强型8bit并行HPI口；两个16bit定时器；六通道DMA控制器节电模式IDLE1，IDLE2，IDLE3做功耗控制单周期定点指令（100MIPS）执行时间为10nsBootloader（一）固化在DSP的ROM中的程序HPI模式并行导入模式标准串行导入模式八位串行EEPROM模式I/O导入模式Bootloader（二）HPI模式加电复位后，bootloader将0x7F清零，向主机发中断请求(HINT)，得到响应

5、后始终检测0x7F的值。将变化后的值作为导入程序的执行起始地址HPI接口与操作增强型的HPI口，可访问所有片内RAM八位数据线，与主机通讯的数据由两个连续的字节组成，由HBIL引脚指示传输的数据是否为第一个字节地址自动增加方式语音压缩算法当前压缩算法介绍压缩技术ADPCM工作原理当前压缩算法介绍压缩技术波形编码：直接对语音时域或频域波形样值进行编码。PCM，ADPCM，SBC，ATC参数编码：对人类语音的生成模型的参数进行编码。混合编码：结合波形编码和参数编码。MPLPC，RPE/LTP，CELP，VSELP可变速率编码：G.727嵌入式编码无失真编码。霍夫曼编码ADPCM工作

6、原理自适应地改变量化幅值确定好量化幅度的最大值和最小值+x量化编码解码增益自适应自适应预测信道输入+硬件设计MT8920TMS320VC5402PCI2040PCIBUSXC957250MHzTPS73HD318JTAG1.8V,3.3V3.3V62256可编程逻辑器件采用XILINX公司的XC9572XL100用原理图设计作用一：完成地址译码作用二：完成总线电平转换软件设计主程序（C语言）语音压缩算法（C54x汇编语言）语音解压算法（C语言）主程序流程开始PCI存在录音卡初始化设置HPIC，HPIA送数据到HPID置标志位0x7F选择录音通道0x7F为0x120x7F为0x3

7、4等待从0x100取数据从0x500取数据文件大于1024K创建语音文件退出退出YYYYNNNNDSP程序流程PCM流缓冲区地址：7000H语音输入缓冲区地址：0A00HADPCM压缩预测值缓冲区地址：0A20H量化值缓冲区地址：0A40H压缩编码缓冲区地址：0A60H双缓冲区地址：0100—04FF0500—08FF反线路编码总结取得的成果需改进的地方取得的成果实现了32路录音通道完成了24K的ADPCM压缩，音质清晰，几乎没有杂音硬件实现上采用了较新的数字信号处理器，并考虑了将来的可扩展