一种数字录音与回放系统解决方案重点.PDFVIP

一种数字录音与回放系统解决方案 摘要：提出了一个基于数字信号处理器（DSP）和闪速存储器（FLASH）的数字录音与回 放系统实现方案，在分析 FLASH 特性及其编程方法的基础上，设计了 DSP 与 FLASH 接口 的硬件和软件。 关键词：闪速存储器，DSP，数字录音，回放，接口电路 闪速存储器（FLASH）是可快速擦写的非易失性存储器，自 Intel 公司于 1988 年推出 Flash Memory 技术以来就得到了非常迅速的发展。FLASH 最大的特点是在不加电的情况下能长 期保持存储的信息。此外，它还具有不需要存储电容器、集成度更高、制造成本低于 DRAM、 使用方便、读写灵活、访问速度快、功耗低等特点。我们结合实现课题，在一个以 DSP 为 核心的语音处理系统中，从存储容量、存储时间、回放音质等衡量语音处理系统优越性的这 些重要指标出发，选用 FLASH 作片外存储器，实现了语音数据的数字录音和回放，既保证 了系统的高性能，又减少了系统成本。 1 系统组成 实际系统是一个以 DSP 为信心的总线型网络，每一个单元以 TMS320F206 数字处理芯片 作微处理器，实现语音的传送、录音、存储和播放。框图组成如图 1 所示。 在系统中，声卡采集的语音数据和从网卡传送过来的数据都可以存入 FLASH。由于存储的 是数字信息，数据不会丢失和失真，因此也不会引进任何噪声。本系统使用的存储器是两片 4M 位的 FLASH，录音时间长达 2 分多钟。 2 DSP 与 FLASH 的接口电路设计 2.1 芯片简介 系统使用的 DSP 为 TMS320C2XX 系列，是美国 TI 公司推出的 16 位定点运算数字信号处 理器。它的性价比极高，目前已成为高档单片机的理想替代品，在通信、语音处理、军事、 仪器仪表、图像处理等领域得到了广泛的应用。系统使用的存储器是 AMD 公司生产的 FLASH 芯片，型号为 Am29F040B 。其容量为512K×8bit，提供的存储时间有 55、70、90、 120 及 150ns 几种，因此高速微处理器（如 DSP）对其进行操作时基本上不需要等待时间。 为避免总线竞争，该器件有独立的片选、写使能与输出使能控制，器件命令集符合 JEDEC 单电源供电的 Flash 标准，用标准微处理器写时序写 Flash 命令寄存器就可以控制其基本 操作。Am29F040B 具有省电方式，在 FLASH 没有被使用时进入此方式可以大大降低功耗。 Am29F040B 还可以分扇区进行操作，默认划分为 8 个扇区，每扇区容量 64K 字节。 2.2 接口电路设计 接口电路设计主要考虑的是存储器地址空间的分配以及写入和读出的时序要求。在系统中， 共需要 1M 地址空间。我们使用了两片 FLASH，而 DSP 的地址线只有 16 根，最大只能提 供 64K 的寻址空间，所以必须分页使用，才能合理分配地址空间。为此，我们将每一片存 储空间分成32 页，每页 16K字节，片A 每页地址从#8000h～#0bfffh ，片B 每页地址从#000～ #0ffffh 。基于上述分析，DSP 与 FLASH 的接口电路如图2 所示。 图中只现出了 DSP 与一片 FLASH 的接口电路，因为另一片大同小异，只是通过不同的译 码得到不同的片选而已。DSP 用 D0～D4 选择分页，A12～A15 通过适当的译码来分配两 片 FLASH 的寻址空间。 3 FLASH 编程方法 通过把特定的命令或命令序列写入到 FLASH 命令寄存器就可对 FLASH 实现各种操作。表 1 给出了有效命令的定义，如果写入的地址和数据值不正确或者写入的顺序不对，则会使器 件复位到读阵列数据状态。表中除 xxx 指任意值外，其它值皆为 16 进制数，RA 指要读出 的存储器地址，RD 指读出的数据，PA 指编程写入存储器的地址，PD 指编程写入存储器的 数据。编程时，地址在 WE#或 CE#的下降沿锁定，而数据在WE#或 CE#的上升沿锁定， SA 指扇区地址。 表 1 给出了所有操作命令的定义。在本系统中，DSP 对 FLASH 的控制主要用到的读、刷 新和编程操作，下面分别予以说明。 表 1 Am29F040B 命令定义表 周 总 线 周 期 序 列 命令序列 期 1 2 3 4 5 6 数 地址 数据 地址