DSP中的基于中的基于DSP双路音频信号实时处理系统设计双路音频信号实时处理系统设计
现代音频信号处理领域，通常需要采集大量的数据进行实时分析，并目逐步从处理单路信号发展为处理多路信
号。对语音信号而言，采用元音强度与元音间隔作为听者识别信号的基础参数。另外音频信号处理的器件也从
传统的模／数、数／模转换器发展成为多款高性能专用芯片。传统的数据采集系统以工控机或普通单片机为核
心，整个系统体积大、功耗高，未考虑语音数据实时处理和发送。设计的实时语音处理系统具有数据量大、缓
冲更新迅速、稳定性高、采集发送延时小等特点。该系统利用DSP进行数据处理，DMA与McBSP实现双路音频
信号的实时并行采集发送，便于实验室进行数据分析、算法仿真和过优化处理流程等，也可用于个人便携式音
频通信设备的驱动
现代音频信号处理领域，通常需要采集大量的数据进行实时分析，并目逐步从处理单路信号发展为处理多路信号。对语音
信号而言，采用元音强度与元音间隔作为听者识别信号的基础参数。另外音频信号处理的器件也从传统的模／数、数／模转换
器发展成为多款高性能专用芯片。传统的数据采集系统以工控机或普通单片机为核心，整个系统体积大、功耗高，未考虑语音
数据实时处理和发送。设计的实时语音处理系统具有数据量大、缓冲更新迅速、稳定性高、采集发送延时小等特点。该系统利
用DSP进行数据处理，DMA与McBSP实现双路音频信号的实时并行采集发送，便于实验室进行数据分析、算法仿真和过优化
处理流程等，也可用于个人便携式音频通信设备的驱动开发。
1 硬件概述硬件概述
该系统采用美国Texas Instruments公司TMS320VC55X处理器，其继承了C54X系列的发展趋势，低功耗、低成本，在有
限的功率条件下能够保持优良的性能。工作在0.9 V，其核的功率仅为0.05W／MIPS，性能可达800 MIPS，对数字通信、语
音处理等便携式应用提出的挑战提供了有效的解决方案。以TMS320VC5509A为例，该芯片共有3个多通道缓冲串口，分别为
McBSP0、McBSP1、McBSP2，每个串口接收和发送数据使用独立的时钟，支持连续传送，可直接与多媒体数字信号编码器
的工业接口以及ADC／DAC接口实现无缝连接，通过CPU或DMA对16 bit寄存器访问实现通信，由DX引脚发送数据，RX引脚
接收数据。通信时钟和帧同步有CLKX，CLKR，FSX以及FSR引脚来控制。TMS320VC5509A芯片提供
6个通道DMA控制器，可独立于CPU完成4个标准接口的数据传输。每个通道可从一个数据源地址读取数据后写入另一个
口或目标地址。特别指出5509芯片具有64 kB双访问RAM，其结构由8个4 kB×16位的块组成，允许两个端口同时访问，提高
了系统速度。
TLV320AIC23B是TI公司推出的一款高性能立体声音频编解码器，内置耳机输出放大器，支持MIC和LINE二选一的输入方
式。输入和输出都具有可编程的增益调节功能。TLV320AIC23B的模／数转换器（ADC）和数／模转换器（DAC）集成在芯
片内部，可以在8～96 kHz的采样率下，提供16 bit、20 bit、24 bit和32 bit的采样数据。ADC和DAC的输出信噪比分别可达90
dB和100 dB。AIC23B通过外围器件对其内部寄存器进行编程配置，其配置接口支持SPI总线接口和I2C总线接口，如表1所
示。
AIC23b数据传输格式支持右判断模式、左判断模式、I2C模式和DSP模式4种方式，其中DSP模式专门针对TI DSP设计。
这两款芯片的I／O电压兼容，从而使得二者可以无缝连接，因此，基于DSP和音频Codec芯片AIC23B构建的硬件系统是一种
理想的语音信号处理系统。在语音信号处理系统中，AIC23主频为12 MHz，A／D和D／A转换器的抽样频率为8 kHz，模拟音
频信号由LINEIN／MICIN输入到该芯片，这些参数需要通过McBSP1对AIC23进行配置实现。模拟音频信号通过A／D转换、
编码后，由数字音频接口传送给DSP的串口McBSP0，并接收DSP处理后的数据，收到的数字音频信号经解码、D／A转换
后，从HEADPHO／LINEOUT输出。本系统采用DSP模式，如图1所示。
I2C总线协议是由Philips公司开发的两线式串行总线，用于连接微控制器及其外围设备，该协议已广泛地应用于数字通信
系统硬件电路设计中。
AIC23B与微处理器的接口有两个，一个是控制口，用于设置MC23B的工作参数，另一个是数据口，用于传输AIC23B的A
／D、D／A数据。用I2C总线与AIC23B的控制口接口，对AIC23B的各个控制寄存器进行设置。McBSP的发送与接收时钟均由
AIC23B提供。
在DMA应用中，可以赋予每个通道的bit流高低的优先级。每个DMA通道的同步事件为MCBSP串口收发事件，同时每个
通道某个事件完成后可向CPU发送一个中断。用户可以编写代码修改寄存器配置，当DMA在进行数据传输时，只要用户使能
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