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发信人: dormouse (出征 V 号带飘扬), 信区: Communication
标  题: 基于ADSP2181的实时语音采集与处理板的原理与组成
发信站: 哈工大紫丁香 (2001年06月21日08:11:20 星期四), 站内信件

基于ADSP2181的实时语音采集与处理板的原理与组成 
　 作者：陈发新　陈亚骏          

来源：数据采集与处理   
 

摘要　把PC机接口技术与DSP芯片技术相结合，设计了一 块实时语音采集与处理板
。由于采用了具有30 ns指令周期的ADSP2181芯片及专用的A/D，D/ A芯片，本板能
够对多种语音算法如G728，G729，G723，MPEG音频等算法实现实时编解码处 理。
由于这块板对外具有灵活方便的数字接口，它也可用于其他高速数字信号采集与处
理应 用的场合。
关键词：转换器；数据采集；语音信号处理；PC总线；DSP芯 片
中图分类号：TN911.7；TP274

Principle and Implementation of Real-Time Voice Acquisition a nd 
Processing Gard　Based on ADSP2181

Chen Faxin
(Shanghai Branch, Research Institute ofSouthwest Telecommun ication 
Techniques　Shanghai,200434)
Chen Yajun
(Department of Electrical Enginee ring,Shanghai Jiaotong University　
Shanghai,200030)

Abstract　Principle and implementation for real-time voice acq uistion 
and processing card based on ADSP2181 are discussed. Because of using AD
 SP2181 with 30 ns instruction period and special A/D,D/A chip, the card
 can code and decode voice algorithms real-time, for example, G728,
G729,G723, etc. Becau se of its flexibility data interface can also be 
used in other data signal acqui sition and processing field.
Key words: converter; data acquisition; voice signal proces sing; PC 
bus; DSP chip

引　言
　　模拟语音信号变成数字语音信号，必须经过A/ D转换，反之，则要进行D/A转
换；有些语音算法，如MPEG音频算法要求高保真立体声，多速 率可调，因此选用
恰当的A/D，D/A转换器是进行语音处理首先要考虑的问题。
　　由于语音算法的复杂性，如G723，要求选用高速度和高性能的DSP芯片。由于
ADSP2181具有3 0 ns的指令周期，内部具有16 K×16数据RAM和16K×24的程序RAM
，可满足一般语音处理对 速度和存储的要求。ADSP2181还有一个内部DMA接口，能
方便地与PC机交换数据。ADSP2181 还具有可全双工工作的两个独立的串行口，它
在进行实时语音编解码处理时也能全双工工作 。
　　为了能对多种语音算法的实时编译码处理提供硬件环境，本文设计了一块基于
ADSP2181实时 语音采集与处理板。同时，由于这块板对外具有灵活方便的数字接
口，它也可用于其他高速 数字信号采集与处理应用的场合。

1　原理框图及说明
　　图1为原理框图。其中A/D，D/A可合二为一，选用一片芯片，本文选用一片
AD1848实现A/D， D/A转换。AD1848采用8位并行接口与ADSP2181相接，内部采样精
度可为16比特，分两次输出 。AD1848适用于多通道输入、高保真立体声、多速率
可调的场合。若想与ADSP2181采用串行 接口，则可选用AD1847。
 



图1　原理框图

　　ADSP2181与PC相交换数据采用内部DMA接口(IDMA)。ADSP2181的IDMA口为16位
并行口，当连 续访问数据或程序RAM时，它内部的地址计数器会自动增减，不必外
部干涉。因此，PC机访 问ADSP2181的16位数据RAM时，每个地址读写一次，而访问
24位程序RAM时，每个地址分两次 读写。PC机通过IDMA口访问ADSP2181的内部RAM
时，就象访问一般的I/O口一样。此时PC机处 于主动方，ADSP2181处于被动方。有
时候，需要ADSP2181通知PC机干什么，此时，有两种方 式，一是中断方式，即
ADSP2181向PC机发中断申请；二是查询方式，即把ADSP2181的几个内 部RAM单元用
作二者的通信，PC机通过查询这几个单元，从而知道需要做什么。从硬件实现 来
看，采用查询方式比中断方式简单。本文设计的处理板可用于两种方式。
　　ADSP2181内部具有16K×16数据RAM，可满足一般语音处理的要求， 在一些需
要大数据量的应用场合，可进行外部数据RAM扩展。本文选用两片32K×8的CY7C199
 做为外部扩展RAM，访问外部RAM时，分页访问，每页16K×16。
　　本板在联机使用时，PC机通过ADSP2181的IDMA口把程序代码送入ADSP2181内部
的程序RAM； 当脱机使用时，程序通过外部EPROM引导进ADSP2181内部程序RAM。
　　外围电路主要包括：ADSP2181并行I/O口的扩展，中断控制逻辑，以及
ADSP2181访问外部AD1 848、外部RAM的读写控制逻辑。

2　结束语
　　本板已成功用于MPEG音频算法的实时解码，对G723也进行了实验室软件模拟。
实验结果表明 本板具有如下技术性能：
　　(1)带有高保真语音的A/D，D/A，采样速率从5.5～48 kHz分档可 变，采样精
度可达16比特。可编程增益/衰减控制的多通道立体声输入、输出。
　　(2)语音处理的主CPU为ADSP2181，指令周期为30 ns，片内有16K×24的程序
RAM和16K×16的 数据RAM，片外又扩展32K×16的数据RAM。
　　(3)灵活的对外接口方式；两个可编程为输入/ 输出的串口；一个独立的8位输
入并口，一个独立的8位输出并口。
　　(4)能对多种语音算法 如G728，G729，G723，MPEG音频等算法进行实时编译码
处理，并可全双工工作。
　　(5)采用数字输入/出接口，本板可作为一块通用高速的数字信号处理板使用。

　　(6)通过串口可对外部数据信号进行采集，频率可达16M，对2M串行比特流可进
行无限实时采 集与存盘。
　　(7)既可插入PC机扩展槽中联机使用，又可作为用户的目标板脱机使用。

作者简介:陈发新　男，工程师，1965年1月生。发表过“视频信号 的采集与处理
板的硬件设计与实现”(《数据采集与处理》，1997年第2期)等论文。
作者单位:陈发新　西南电信技术研究所上海分所　上海，200434
　　　　陈亚骏　上海交通大学电子工程系　上海，200030

参考文献
1　陈发新.通用数字信号处理开发与应用板的设计.电信技术研究，19 97，5：8～
10
2　陈东旭，廖先芸编著.IBM微机实用接口技术.北京：科学技术文献出版社，
1993.50～13 0
 

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