基于OMAP5912的語音采集系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)

0 引 言
近年來，高速發(fā)展的語音信號處理技術(shù)已在音頻信息的處理、傳輸和存儲等方面得到廣泛應(yīng)用。同時，隨著高性能數(shù)字信號處理器(Digital Signal Processor，DSP)的日益普及，利用DSP對語音信號處理進(jìn)行算法研究和實時實現(xiàn)正成為新的熱點(diǎn)。在此設(shè)計并實現(xiàn)了一種語音采集系統(tǒng)。該系統(tǒng)為語音信號處理的算法研究和實時實現(xiàn)提供一個通用平臺。同時，與已有的聲卡等具有語音采集功能的設(shè)備相比，該系統(tǒng)具有結(jié)構(gòu)簡單，效率高，便于攜帶等特點(diǎn)，因此也可以作為便攜式設(shè)備或手持終端的一部分進(jìn)一步加以開發(fā)和應(yīng)用。

1 芯片簡介
OMAP5912采用獨(dú)特的雙核結(jié)構(gòu)，內(nèi)含1個實現(xiàn)控制功能的帶有TI增強(qiáng)型ARM926EJ―S(簡稱ARM9)內(nèi)核的處理器和1個實現(xiàn)數(shù)據(jù)處理功能的高性能、低功耗TMS320C55x DSP(簡稱DSP)內(nèi)核。ARM9處理器可用來實現(xiàn)各種通信協(xié)議、控制和人機(jī)接口；DSP具有多條數(shù)據(jù)地址總線，非常適合數(shù)據(jù)密集的多媒體處理，并具有極低的功耗。
TLV320AIC23(簡稱AIC23)是TI推出的一款高性能的立體聲音頻Codec芯片，內(nèi)置耳機(jī)輸出放大器，支持MIC和LINE IN兩種輸入方式(二選一)，且對輸入和輸出都具有可編程增益調(diào)節(jié)。AIC23的模數(shù)轉(zhuǎn)換(ADCs)和數(shù)模轉(zhuǎn)換(DACs)部件高度集成在芯片內(nèi)部，采用了先進(jìn)的Sigma―delta過采樣技術(shù)，可以在8～96 kHz的頻率范圍內(nèi)提供16 b，20 b，24 b和32 b的采樣，ADC和DAC的輸出信噪比分別可以達(dá)到90 dB和100 dB。與此同時，AIC23還具有很低的能耗，回放模式下功率僅為23 mW，省電模式下更是小于15μW。

2 系統(tǒng)的硬件設(shè)計
2．1 系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)
語音采集系統(tǒng)主要包括兩個模塊：以AIC23為核心的語音采集模塊；以OMAP5912的DSP為核心的語音數(shù)據(jù)接收處理模塊。
為使AIC23正常工作在需要的狀態(tài)下，必須通過I2C總線對其進(jìn)行配置。AIC23采集的語音信號經(jīng)過A／D轉(zhuǎn)換后，通過McBSPl傳送到接收寄存器DRR，然后經(jīng)DMA通道傳送至接收緩沖區(qū)。存放在發(fā)送緩沖區(qū)的數(shù)據(jù)，通過DMA通道傳送到McBSPl的發(fā)送寄存器DXR，然后傳送至AIC23，經(jīng)過D／A轉(zhuǎn)換后，由HEADPHONE輸出，如圖1所示。

2．2 系統(tǒng)的硬件接口設(shè)計
利用OMAP5912的I2C總線和McBSPl完成對AIC23的控制和通信。I2C總線與AIC23的控制口相連，McBSPl與AIC23的數(shù)據(jù)口相連。AIC23設(shè)置為Master模式，向McBSPl提供時鐘和幀同步信號。McBSPl．DX作為AIC23的輸入通道，McBSPl．DR作為AIC23的輸出通道，如圖2所示。

3 系統(tǒng)的軟件設(shè)計
系統(tǒng)的軟件分兩個方面來說明：主程序和中斷服務(wù)程序。
3．1 主程序