FPGA在嵌入式语音识别中的应用探索

"这篇硕士学位论文探讨了嵌入式非特定人孤立词语音识别系统的设计与实现，重点关注在FPGA平台上构建高效、低成本的解决方案。作者赵淳在导师黄樟钦和龚卫中的指导下，研究了如何利用FPGA的可编程特性和高性能，以替代传统的MCU和DSP，实现语音识别技术在嵌入式设备中的应用。该研究针对玩具和学习类电子产品，设计了面向非特定人的小词汇量、孤立词的语音识别控制系统，强调了理论与实践的结合，特别是在FPGA上的系统结构设计、算法优化、软硬件划分以及辅助软件的可操作性。" 在本文中，作者首先介绍了概率型函数的概念，这是一种神经元模型，其输出状态为1或0的概率由随机函数决定，类似于热力学中的玻尔兹曼分布，因此称为热力学模型。这种不确定性的函数在神经网络和模拟复杂系统中有重要应用。 接着，文章详细讨论了FPGA（现场可编程门阵列）的基本情况，FPGA是介于定制集成电路和可编程逻辑器件之间的半定制电路，具有灵活性高、性能稳定的特点。Xilinx是FPGA的主要供应商之一，其Spartan系列被广泛应用。现代FPGA不仅包含可编程逻辑、输入输出模块和内部互连资源，还集成了存储器和数字时钟管理单元，能支持高速通信和嵌入式DSP功能，大大降低了成本并加快了设计周期。 论文的核心部分是基于FPGA的嵌入式语音识别系统设计。考虑到嵌入式交互系统的需求，FPGA作为一种实时数字信号处理的新方法，提供了比MCU和DSP更高的性价比。研究内容包括整体系统结构设计、优化的嵌入式语音识别算法、软硬件划分策略，以及辅助软件的用户友好性。最后，实现了面向非特定人的语音识别SoPC系统，可以控制不同的玩具，为基于FPGA的低成本语音控制系统奠定了理论和技术基础。 关键词：语音识别、动态时间规整、嵌入式、非特定人 这篇论文展示了FPGA在语音识别领域的潜力，特别是在降低成本和提高性能方面，为嵌入式设备的智能化提供了新的可能。通过FPGA实现的语音识别系统不仅在理论上有所贡献，而且在实际应用中具有显著的价值，尤其对于玩具和教育电子产品的交互体验提升具有重要意义。