MPEG算法在列車運(yùn)行監(jiān)控系統(tǒng)中的應(yīng)用
1 硬件系統(tǒng)組成
該監(jiān)控記錄設(shè)備總體結(jié)構(gòu)如圖1所示,整個(gè)系統(tǒng)由A/D轉(zhuǎn)換芯片、數(shù)字信號(hào)處理器DSP、CPLD控制器、Flash大容量存儲(chǔ)器及LCD顯示屏等組成。
在本系統(tǒng)中A/D轉(zhuǎn)換芯片用來(lái)完成信號(hào)的轉(zhuǎn)換,數(shù)據(jù)格式在16、18、20bit之間可選;數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)為系統(tǒng)的核心數(shù)字處理器,功能強(qiáng)大,完成數(shù)字信號(hào)的壓縮編碼;CPLD用于數(shù)據(jù)傳送的控制以及對(duì)A/D轉(zhuǎn)換器、Flash存儲(chǔ)器和LCD顯示屏等器件的初始化檢測(cè)設(shè)置;Flash大容量存儲(chǔ)器用來(lái)進(jìn)行數(shù)據(jù)的存儲(chǔ);LCD顯示屏用來(lái)顯示當(dāng)前系統(tǒng)所處的狀態(tài),如運(yùn)行等待、數(shù)據(jù)處理等。系統(tǒng)上電后,若有音頻/語(yǔ)音信號(hào)輸入A/D轉(zhuǎn)換器,通過(guò)中斷、查詢判斷輸入的信號(hào)類別,之后進(jìn)行音頻/語(yǔ)音信號(hào)的模擬/數(shù)字格式轉(zhuǎn)換,得到的一串?dāng)?shù)字信號(hào)送入DSP進(jìn)行數(shù)據(jù)壓縮編碼后,經(jīng)由CPLD存儲(chǔ)到Flash大容量存儲(chǔ)器中。整個(gè)系統(tǒng)以流水線的方式工作,數(shù)據(jù)的采集、壓縮編碼、存儲(chǔ)同時(shí)進(jìn)行。
1.1 音頻/語(yǔ)音處理器UDA1341TS
UDA1341TS是由Philips公司生產(chǎn)的一款單片立體聲A/D、D/A轉(zhuǎn)換器,低功耗,工作電壓3.0V,信噪比為97dB,具有雙通道輸入功能,采樣頻率在16kHz、32kHz和44.1kHz之間可選。
UDAl341TS與DSP構(gòu)成音頻/語(yǔ)音信號(hào)采集系統(tǒng),主要涉及到位采樣時(shí)鐘(BCK)、字同步時(shí)鐘(WS)、采樣數(shù)據(jù)輸出(DATA0)、系統(tǒng)時(shí)鐘輸入(SYSCLK)這幾個(gè)對(duì)時(shí)序有要求的引腳。系統(tǒng)中,DATA0作為輸出引腳,與DSP的BDR0引腳相連;BCK、WS、SYSCLK作為輸入引腳,其時(shí)序由DSP供給。UDA1341TS的系統(tǒng)時(shí)鐘只能是256Fs、384Fs、512Fs,通過(guò)對(duì)狀態(tài)寄存器的SC0位和SC1位編程可實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)時(shí)鐘的選擇設(shè)置。這里Fs是音頻/語(yǔ)音信號(hào)的采樣頻率。在數(shù)據(jù)采樣時(shí),WS用來(lái)指明UDA1341TS的DATAO輸出的有效數(shù)據(jù)。當(dāng)系統(tǒng)對(duì)VINL(左聲道)端口進(jìn)行采樣時(shí),WS的上升沿表明一幀數(shù)據(jù)的起始,下降沿表明一幀數(shù)據(jù)的結(jié)束;當(dāng)系統(tǒng)對(duì)VINR(右聲道)端口進(jìn)行采樣時(shí),WS的下降沿表明一幀數(shù)據(jù)的起始,上升沿表明一幀數(shù)據(jù)的結(jié)束。
UDA1341TS提供了一個(gè)L3端口,利用CPLD控制器對(duì)L3的L3DATA、L3MODE、L3CLOCK三個(gè)引腳進(jìn)行編程,可以設(shè)置其內(nèi)部的寄存器。當(dāng)L3MODE引腳為低電平時(shí),通過(guò)L3DATA引腳輸入寄存器地址信息;當(dāng)L3MODE引腳為高電平時(shí),通過(guò)L3DATA引腳輸入有關(guān)寄存器設(shè)置的數(shù)據(jù)信息(如設(shè)置芯片系統(tǒng)時(shí)鐘頻率、數(shù)據(jù)輸入格式、芯片工作模式等)。UDA1341TS與DSP的McBSP(多通道緩沖同步串口)相連,各種同步信號(hào)由DSP產(chǎn)生,這樣就保證了新數(shù)據(jù)的正常接收以及已接收數(shù)據(jù)的正常處理。UDA1341TS與DSP的硬件連接圖如圖2所示。
1.2 音頻/語(yǔ)音編碼器TMS320VC5402
數(shù)字音頻/語(yǔ)音信號(hào)的壓縮需要大量的數(shù)字信號(hào)處理,一般單片機(jī)是無(wú)法完成的,所以本系統(tǒng)中選用TI公司的DSP芯片TMS320VC5402(以下簡(jiǎn)稱‘C5402)對(duì)音頻/語(yǔ)音信號(hào)進(jìn)行壓縮處理。‘C5402是TI公司于1999年10月推出的54X系列定點(diǎn)DSP,操作速率達(dá)100MIPS,具有增強(qiáng)的多總線結(jié)構(gòu),三條獨(dú)立的16位數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器總線和一條程序存儲(chǔ)器總線;40位的算術(shù)邏輯單元,包括兩個(gè)獨(dú)立的40位累加器、17位
評(píng)論