ML7204和PicoBlaze軟核處理器實(shí)現(xiàn)低速話(huà)音編解碼系統(tǒng)
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ML7204專(zhuān)用語(yǔ)音處理器可提供多種速率的編解碼功能，包括A律和U律2種不同的PCM和G．729A低速壓縮話(huà)音編解碼。該器件內(nèi)置FIF0緩存器，具有合成語(yǔ)音質(zhì)量高、抗誤碼性能好等特點(diǎn)，并在語(yǔ)音通信，特別是VoIP系統(tǒng)中應(yīng)用廣泛?；?051構(gòu)架的開(kāi)源微處理器內(nèi)核PicoBlaze配合FPGA解決常量編碼可編程狀態(tài)機(jī)(KCPSM)問(wèn)題，可以使系統(tǒng)同時(shí)具備處理復(fù)雜控制和時(shí)序邏輯的能力。這里介紹了ML7204的基本性能和工作原理，微處理器內(nèi)核PicoBlaze的開(kāi)發(fā)流程及其使用方法，并且給出通過(guò)PicoBlaze配置、控制ML7204實(shí)現(xiàn)單路G．729A語(yǔ)音編解碼的系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案。
1 ML7204功能簡(jiǎn)介
ML7204具有如下特點(diǎn)：內(nèi)置640字節(jié)FIF0，為數(shù)據(jù)收發(fā)提供緩存；支持ITU的G．711、G．729A等分組語(yǔ)音處理標(biāo)準(zhǔn)；回音抵消和抑制、靜音檢測(cè)和舒適噪音等提高分組語(yǔ)音處理性能；收、發(fā)增益控制；以數(shù)據(jù)、地址總線(xiàn)方式訪問(wèn)控制寄存器。
ML7204分組語(yǔ)音處理器件的接口是從硬件連接和功能兩方面考慮，包括語(yǔ)音、PCM、中斷、時(shí)鐘、處理器等接口。其中，語(yǔ)音接口(Voice I／F)模擬話(huà)音信號(hào)的輸入輸出，內(nèi)置可調(diào)增益放大器和A／D和D／A轉(zhuǎn)換器；PCM接口(PCM I／F)用于非壓縮語(yǔ)音信號(hào)的輸入輸出，為64 kb／s率或a率壓擴(kuò)的PCM信號(hào)；中斷接口(INT I／F)提供異常狀況的信號(hào)指示；時(shí)鐘接口(CLK I／F)既可外置晶體，也可直接輸入時(shí)鐘信號(hào)，時(shí)鐘頻率12．288 MHz；處理器接口(MCU I／F)包括8位數(shù)據(jù)、地址總線(xiàn)以及讀、寫(xiě)使能、片選信號(hào)，實(shí)現(xiàn)微處理器與ML7204的通信，并實(shí)現(xiàn)微處理器對(duì)ML7204的控制、以及ML7204的狀態(tài)檢測(cè)。ML7204有復(fù)位、初始化配置、運(yùn)行3種工作模式，如圖1所示。ML7204上電后，復(fù)位信號(hào)有效(PDNB=0)時(shí)，內(nèi)核重啟，則ML7204進(jìn)入復(fù)位模式(Power Down State)；初始化配置模式(Initial State)是當(dāng)復(fù)位信號(hào)釋放(PDNB=1)時(shí)，所有狀態(tài)重置等待處理器配置。處理器通過(guò)修改控制寄存器完成器件的初始化配置；初始化完成后器件進(jìn)入運(yùn)行模式(OperationState)，開(kāi)始正常運(yùn)行，此時(shí)通過(guò)設(shè)置PDNB或控制寄存器的軟復(fù)位信號(hào)使ML7204重新進(jìn)入復(fù)位模式等待初始化。
2 微處理器內(nèi)核PicoBlaze簡(jiǎn)介
PicoBlaze的特點(diǎn)如下：Xilinx公司專(zhuān)為Virtex、Spartan系列FPGA和CoolRunner系列CPLD設(shè)計(jì)的嵌入式專(zhuān)用8位微處理器IP Core；占用邏輯資源少，只占96 slices(Sparta-3X(22S200E資源的5％)：運(yùn)行速度快，最高可達(dá)40 MI／s；指令集豐富，包括邏輯操作、輸入，輸出、算術(shù)運(yùn)算等指令；開(kāi)源、免費(fèi)的編譯器kcpsm3。
PicoBlaze微處理器接口從數(shù)據(jù)和控制兩方面考慮，包括復(fù)位、時(shí)鐘、讀信號(hào)、寫(xiě)信號(hào)、數(shù)據(jù)輸入、數(shù)據(jù)輸出等接口。如圖2所示。
復(fù)位接口(reset)是異步復(fù)位、高有效、清除PicoBlaze內(nèi)核所有狀態(tài)，但不清除程序代碼；時(shí)鐘接口(clk)是輸入主時(shí)鐘，最高速率35 MHz；地址總線(xiàn)接口(port_id[7：0])為PicoBlaze內(nèi)核的地址總線(xiàn)，持續(xù)2個(gè)時(shí)鐘節(jié)拍有效；數(shù)據(jù)總線(xiàn)接口(out_port[7：0])是PicoBlaze內(nèi)核的數(shù)據(jù)總線(xiàn)，持續(xù)2個(gè)時(shí)鐘節(jié)拍有效；讀信號(hào)接口(read_strobe)是讀脈沖信號(hào)，當(dāng)該信號(hào)為高時(shí)，port_id[7：0]輸出有效數(shù)據(jù)；寫(xiě)信號(hào)接口(write_strobe)，寫(xiě)脈沖信號(hào)，當(dāng)該信號(hào)為高時(shí)，port_id[7：O]輸入有效數(shù)據(jù)。
評(píng)論