设计分析·
基于DSP的语音信号处理系统的设计
江西 新余 338000)王学斌(江西渝州科技职业学院电子科技学院，
摘 要：我们在充分利用DSP功能的基础上开发出一套语音信号处理系统，它所使用的主处理器型号为TMS320VC5509，通过型号为TLV320AIC23B的音频芯片来完成对系统硬件的设计运行，对于系统软件的设计从DSP和AIC23初始化入手，对语音数据进行有效的处理，在利用滤波器和寄存器作用的前提下完成对语言信号处理系统的优化。关键词：DSP；信号处理系统；语音
语音所承载的信息量庞大，为现代通信、多媒体技术等新兴行业提供了有效的存储渠道，对于语音信号处理系统的开发也显得至关重要。目前DSP技术的发展速度迅猛，无论是内置还是外部设备都十分低耗有效，我们在DSP技术的帮助下开发出一种语言信号处理系统，它运用TMS320VC5509主处理器的功能，在AIC23芯片的辅助下完成对语言信号的处理，为实现较为复杂的语音处理提供了机会。
1 系统硬件设计
主控单元、语音采集是语音处理系统的关键部分，通过输入/输出单元实现双向传输。我们对系统硬件的设计需要选择的主处理器是TMS320VC(5509DSP)，是由TI公司研发的数字信号处理器，它将对整个处理系统进行全方位控制；CODEC芯片可以使用型号为TLV320AIC23B（AIC23）的电子元器件，它将负责整个系统对于外部语音的采集工作以及将语音有效的输出，如图1是系统的硬件结构图。
图1 系统的硬件结构图
1.1 芯片介绍
TI公司在研发低功耗高性能的数字信号处理器时推出了
5509DSP这款，它具有16位定点，在实际运行过程中能够达到144MHZ的频率，通过自身的并行特性来完成用户编程，这种强大的自动保护机制是基于指令流水线所构成的，促使系统指令能够安全、有效的执行。在划分存储空间上5509DSP并没有沿用传统的方式，而是采取统一编址的模式，它充分考虑了数据的有效处理问题，同时是对程序进行优化的手段之一。这款芯片的外围设备还包括IIC总线控制器、DMA控制器等，对于容量为128×16SRAM的集成使之更加丰富，SDRAM可以和EMIF进行毫无缝隙的连接，实际上是为实现一定程度的语音算法做好准备。D/A和A/D两种转换器也配置在芯片里面，还充分融入了Σ-Δ过采样技术，从16bit~32bit的采样都可以在8~96K这个频率空间内得到控制。ADC在输入信号时与噪声的比例是90dB，而DAC的则是100dB。
1.2 TMS320VC5509与TLV320AIC23B的接口
图1的硬件设计图显示AIC23和5509DSP之间存在数字音
频和控制两类接口。在对CODEC芯片进行参数设置时需要用到5509DSP，而传输音频数据的工作需要借助AIC23的功能，包括最基本的输入/输出CODEC芯片的相关数据。2线制的IIC和3线制的SPI都是AIC23对接口进行全方位控制的方式，
引脚MODE将
完成对接口的选择工作。AIC23的每项活动都是在5509DSP的控制下完成的，实际上也是设备里面的控制寄存器在发挥作用，它可以完成对采样率的调节以及改变输入声道的音量大小。
对于D/A和A/D数据的传输工作要依靠AIC23数字音频接口的功能来完成，一般情况下转换成DSP模式可以减少很多流程，串口MCBSP的通信工作可以顺利的通过DSP来完成。图2为2 5509 DSP与AIC23接口。数据位时钟信号实际上是BCLK，串行数据输入信号是DIN，DOUT则是串行数据输出信号。关于DSP模式下AIC23的工作时序如图3所示，数据传输的开始由LRCIN/LRCOUT来决定，当开始下降时即可运行。
⑴DSP初始化。在缓冲串口MCBSP以及DSP内部的寄存器中完成初始化运行。
图2 5509 DSP与AIC23接口图
⑵AIC23初始化。保证数据设置的正确性，AIC23的控制寄存器会完成一系列有效的初始化工作，这是数据
图3 DSP模式下AIC23的工作时序图
采集的准备过程之一。
⑶保证DSP中断的同时设计数据缓冲区。5509DSP的MCBSP的数据交换工作实在AIC23的配合下完成的，同时需要配置DMA方式，DMA接收触发事件的前提是MCBSP口完成好数据采集，数据缓冲区会负责保管好DMA的数据，当数据量达到额定值时CPU会接收到中断信号，此时可以进行D/A转换、滤波等处理工作。关于数据的输出操作和输入操作流程正好相反。
⑷处理语音数据。语音信号处理最重要的一部分就是语音去噪，在系统算法的帮助下以及滤波器的配置都是可行的，经过处理的语音信号更加安全、清楚。FIR滤波针对该系统使用的处理方式，MATALAB会完成对滤波参数的设置。
3 结语
现阶段多媒体行业的快速发展带动了语音信号处理系统的研究和发展。我们所提出的基于DSP的语音信号处理系统旨在实现对语音信号的高效采集，在完成滤波处理的同时将相关信号数据输入出去，它对音效和音频的处理也十分有效。
[参考文献]
[1]邓彦松,向伟,王丹.基于DSP的语音信号处理系统设计[J].中国集成电
路，2007，16(4)
:43-45.
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基于DSP的语音信号处理系统的设计
作者：作者单位：刊名：英文刊名：年，卷(期)：
王学斌
江西渝州科技职业学院电子科技学院,江西 新余 338000无线互联科技
wuxian hulian keji2012(9)
1.邓彦松;向伟;王丹 基于DSP的语音信号处理系统设计 2007(04)
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