一種基于FPGA的語音錄制與回放系統(tǒng)的設(shè)計

　　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SoPC技術(shù)也應(yīng)用而生。SoPC將軟硬件集成于單個可編程邏輯器件平臺，使得系統(tǒng)設(shè)計更加簡潔靈活。SoPC綜合了SoC，PLD和FPGA的優(yōu)點，集成了硬核和軟核CPU、OSP、存儲器、外圍I／O及可編程邏輯，用戶可以利用SoPC平臺自行設(shè)計高速、高性能的CPU和DSP處理器，使得電子系統(tǒng)設(shè)計進入一個嶄新的模式。
　　
　　該設(shè)計運用SoPC技術(shù)實現(xiàn)嵌入式數(shù)字化語音錄制與回放。其中，介紹了在FPGA上構(gòu)建WM8731的I2C總線，以及數(shù)字化語音在SRAM中的存儲，并利用Matlab7．0．4軟件對所采集的語音數(shù)據(jù)進行仿真。SoPC是現(xiàn)在電子技術(shù)、電子系統(tǒng)設(shè)計的匯聚點和發(fā)展方向。充分體現(xiàn)了其高性能、設(shè)計靈活和易用等特點。
　　
　　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，結(jié)合音頻編／解碼芯片WM8731實現(xiàn)語音錄制與回放。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硬件乘法器，大量的自定義I／O接口，此外還有4個鎖相環(huán)，為系統(tǒng)提供實時時鐘。設(shè)計中充分利用了FPGA的高速并行和Avalon總線自定義硬件外設(shè)的優(yōu)勢，從而構(gòu)建了一個高集成度、高性能的系統(tǒng)。
　　
　　語音通過話筒輸入，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，為確保采集的語音數(shù)據(jù)不丟失，先將語音存儲在SRAM中，再作后續(xù)處理。整體系統(tǒng)框架圖1所示。