TMSVC芯片的语音信号处理系统设计 - 图文

本科毕业设计开题报告

题 目： 基于TMS320VC5402芯片的语音信号处理系统设计 院 （系）： 电气与信息工程学院 班 级： 通信工程06-3班 姓 名： 倪昭 学 号：0608030331

指导教师： 李志军 教师职称：副教授

黑龙江科技学院本科毕业设计开题报告

题 目 基于TMS320VC5402芯片的语音信号处理系统设计 来源 教师科研 1、研究目的和意义 语言是人类相互沟通信息的重要工具。随着现代科学技术的发展，特别是语音通信和各种语音产品的广泛普及，语音信号的数字化处理在越来越多的领域中发挥着巨大的作用。语音信号处理技术是数字信号处理技术的重要组成部分，如今高速发展的语音信号处理技术已在音频信息的处理、传输和存储等方面得到广泛应用。一个完备的语音信号处理系统不但要具备语音信号的采集和回放功能，而且更重要的是要能完成复杂的语音信号分析和处理算法。通常这些算法运算量大，且又要满足实时或准实时的快速高效处理要求，需采用高速DSP芯片。另外，在要求系统满足较好的通用性的同时，针对不同的应用和不断出现的新处理方法，还要使系统便于功能的改进和扩展。如何用硬件实现更有效的语音信号处理成为人们研究的重点。本课题选择TMS320VC5402芯片来进行语音信号处理系统设计，由于DSP芯片具有接口简单、编程方便、稳定性好、精度高、可重复性好、集成方便等优点，尤其适合在语音编码和通信中得到应用，基于DSP的语音处理系统是未来语音处理系统的主流，具有良好的应用前景和市场前景。 2、国内外发展情况(文献综述) 语言声学的发展和电子学、计算机科学有着非常密切的关系。在它发展的过程中,有过几次飞跃，第一次飞跃是1907年电子管的发明和1920年无线电广播的出现。因为有了电子管放大器，很微弱的声音也可以放大，而且可以定量测量。从而使电声学和语言声学的一些研究成果，扩展到通信和广播部门。第二次飞跃应该是在20世纪70年代初，由于电子计算机和数字信号处理的发展，人们发现：声音信号特别是语音信号，可以通过模数转换器(A /D)采样和量化，它们转换为数字信号后，能够送进计算机。这样就可以用数字计算方法，对语音信号进行处理和加工。例如频谱分析可以用傅里叶变换或快速傅里叶变换( FFT)实现，数字滤波器可以用差分方程实现。在这个基础上，逐渐形成了一门新学科——语音信号处理。它的发展很快，在通信、自动控制等领域，解决了很多用传统方法难以解决的问题。在信息科学中占有很重要的地位。 人们早就希望用语音指挥机器，机器的执行情况也能用语音回答。这在某些领域已经部分地实现了。目前计算机芯片的集成度和运算能力，每18个月就提高一倍，而成本又不断降低，因此，它已经广泛地应用于在社会生产和生活的各个方面。国外已有功能十分强大的语音信号处理芯片，如美国德州仪器（Texas Instruments），简称TI，是全球领先的半导体公司， 已推出每秒执行近90亿个指令的TMS320C64x DSP芯片，刷新DSP性能记录，以及业界上功耗最低的芯片TMS320C55x DSP，推进DSP的便携式应用；国内也有很多高校在进行语音信号处理及其相关领域的应用研究，但总体上来说，国内仍处在研究实验阶段，一个简便、高效的语音信号处理系统也成为当今国内的研究热点。 3、研究/设计的目标 系统主要由TMS320VC5402数字信号处理芯片、音频编解码部分为核心，以及附加必要的外围电路。由于DSP的数据处理和传输的并行性，从而极大地提高了系统的运行效率。具有高速、实时、灵活的特点，可以用有限的存储空间存储较多的数字语音信号，完成多种语音处理功能。在此基础上编写C语言处理程序，完成了语音信号的处理，实现通过PC机控制实现语音的录放功能。 4、设计方案（研究/设计方法、理论分析、计算、实验方法和步骤等）： 本课题研究的是基于TMS320VC5402芯片的语音信号处理系统设计，通过对语音信号处理系统软硬件的设计，来实现数字化语音采集和处理系统，同时通过学习TMS320VC5402芯片的结构特点，从而对语音信号处理系统各功能模块进行设计。具体设计方案如下。 1．信号处理系统的设计 本课题的设计步骤，如图1所示。 定义系统性能指标信号分析和算法验证选择DSP芯片和系统外围设备软件设计和调试硬件设计和调试系统集成和测试 图1 设计流程图 2．系统硬件设计方案 麦克TLV320AIC23耳机DSPTMS320VC5402以太网接口RTL8019AS程序数据储存器SRAM电源电压转换模块时钟电路JTAG接口PC机 图2 系统总体结构图 系统硬件设计如图2所示。将需要处理的语音信号通过A/D转换器完成语音信号的数字化采样，并将转换完的数据传给DSP芯片进行处理．经过处理后的数字样值再经D／A变换转换为模拟信号，经由扬声器还原成语音信号。DSP芯片构成本系统的控制和处理核心，由它来协调各功能模块的工作；利用其快速的运算能力完成语音信号的运算考