DSP在语音处理中的应用

合众达电子技术有限公司 段立锋

概述

TMS320VC5509是TI推出的高性能的定点的DSP，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，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（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，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。