基于DMA方式的DSP芯片在语音信号采集中的应用-论文

简介：
本文探讨了采用直接内存存取(DMA)技术优化数字信号处理器(DSP)芯片在语音信号采集与处理中的应用效果，分析其提高数据传输效率和降低CPU负载的优势。 ### 基于DMA技术的DSP芯片语音信号采集 #### 一、引言 在现代语音处理领域，高效地获取高质量的语音数据是实现先进算法的基础条件之一。传统的查询或中断方式的数据采集方法存在占用大量CPU资源和降低程序可读性等问题。本段落提出了一种基于直接内存访问（DMA）技术的方案，通过结合德州仪器生产的TM**320VC5416 DSP芯片与多通道缓冲串口(MCBSP)，实现高效的语音信号数据采集系统。此方法不仅提高了系统的实时性能，还显著减少了CPU的工作负担。 #### 二、核心组件介绍 ##### TM**320VC5416 DSP 芯片 - **特性概述**: 这款高性能的16位定点DSP芯片由德州仪器生产，并具备强大的处理能力和低功耗。其改进后的哈佛架构包括一条程序总线和三条数据总线，以及四条地址总线，支持高效的并行计算。 - **存储资源**: 内置有128KB ROM 和 16KB 的双存取RAM。 - **外围接口**: 包括主机端口接口（HPI）及三个多通道缓冲串口(MCBSP)，提供丰富的外部设备连接选项。 - **电源管理**: 支持两种电压供电方式，分别为1.8V和3.3V。 - **兼容性**：支持IEEE 1149.1标准的JTAG边界扫描仿真逻辑。 ##### TLV320AIC23 编解码器 - **特性概述**: 这款高性能立体声音频编解码器集成了多种模拟电路功能，采用多比特sigma-delta转换技术。支持传输字长为16、20、24和32位的数据，并具有广泛的采样率范围。 - **接口兼容性**：可通过软件配置与TI的MCBSP接口兼容。 #### 三、系统设计 ##### TLV320AIC23 和 DSP 的连接 TLV320AIC23通过SPI方式与TM**320VC5416相连，其中TLV作为主机模式而DSP为从机。收发时钟信号由BCLK提供，帧同步信号启动串口数据传输过程。 ##### 软件设计 - **MCBSP0 初始化**: 对该接口进行复位，并配置其工作在SPI模式下，每帧包含一个阶段和64个字的每个32位的数据。 - **TLV320AIC23初始化**：包括对左右声道控制以及采样率设置。音频数据通过MCBSP传输。 - **DMA通道初始化**: 用于将接收的数据存储到指定内存区域，提高系统效率。 #### 四、关键技术点 1. DMA机制的应用: 实现了高效的数据高速传输，减轻CPU负担。 2. MCBSP配置：确保DSP与外部设备的高效交互。 3. 编解码器选择：使用TLV320AIC23保证采集音频信号的质量。 4. 软件优化：通过初始化设置和DMA通道配置进一步提升系统性能。 基于DMA技术的数据采集方案不仅提高了数据获取效率，还有效减轻了CPU负担，在高质量语音处理算法实现中具有重要意义。