一種基于FPGA的語(yǔ)音錄制與回放系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

　　0引言
　　
　　隨著微電子技術(shù)的發(fā)展，系統(tǒng)集成向高速、高集成度、低功耗發(fā)展已經(jīng)成為必然，同時(shí)SoPC技術(shù)也應(yīng)用而生。SoPC將軟硬件集成于單個(gè)可編程邏輯器件平臺(tái)，使得系統(tǒng)設(shè)計(jì)更加簡(jiǎn)潔靈活。SoPC綜合了SoC，PLD和FPGA的優(yōu)點(diǎn)，集成了硬核和軟核CPU、OSP、存儲(chǔ)器、外圍I／O及可編程邏輯，用戶可以利用SoPC平臺(tái)自行設(shè)計(jì)高速、高性能的CPU和DSP處理器，使得電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)進(jìn)入一個(gè)嶄新的模式。
　　
　　該設(shè)計(jì)運(yùn)用SoPC技術(shù)實(shí)現(xiàn)嵌入式數(shù)字化語(yǔ)音錄制與回放。其中，介紹了在FPGA上構(gòu)建WM8731的I2C總線，以及數(shù)字化語(yǔ)音在SRAM中的存儲(chǔ)，并利用Matlab7．0．4軟件對(duì)所采集的語(yǔ)音數(shù)據(jù)進(jìn)行仿真。SoPC是現(xiàn)在電子技術(shù)、電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)的匯聚點(diǎn)和發(fā)展方向。充分體現(xiàn)了其高性能、設(shè)計(jì)靈活和易用等特點(diǎn)。
　　
　　1系統(tǒng)整體方案
　　
　　系統(tǒng)以Altera公司的FPGA芯片(CycloneⅡ系列)EP2C35F672C6NK為平臺(tái)，結(jié)合音頻編／解碼芯片WM8731實(shí)現(xiàn)語(yǔ)音錄制與回放。該FPGA芯片具有豐富的片內(nèi)資源，大量的邏輯宏單元和多個(gè)硬件乘法器，大量的自定義I／O接口，此外還有4個(gè)鎖相環(huán)，為系統(tǒng)提供實(shí)時(shí)時(shí)鐘。設(shè)計(jì)中充分利用了FPGA的高速并行和Avalon總線自定義硬件外設(shè)的優(yōu)勢(shì)，從而構(gòu)建了一個(gè)高集成度、高性能的系統(tǒng)。
　　
　　語(yǔ)音通過(guò)話筒輸入，由音頻編／解碼芯片WM8731以8kHz的A／D采樣率轉(zhuǎn)換成16位PCM碼緩存。此外，為確保采集的語(yǔ)音數(shù)據(jù)不丟失，先將語(yǔ)音存儲(chǔ)在SRAM中，再作后續(xù)處理。整體系統(tǒng)框架圖1所示。