TMS320C54xx與TLV320AIC24型編解碼器接口
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1 前言
TMS320C54xx是TI公司生產(chǎn)的具有較高性價比的DSP系列，采用高性能的改進(jìn)型哈佛總線結(jié)構(gòu)；內(nèi)含一個40bit的算術(shù)邏輯單元（包括一個40bit的筒形移位器和兩個獨(dú)立的加法器）、軟件可編程等待狀態(tài)發(fā)生器以及可編程分區(qū)轉(zhuǎn)換邏輯電路；同時帶有內(nèi)部振蕩器或用外部時鐘源的片內(nèi)鎖相環(huán)（PLL）時鐘發(fā)生器；該DSP帶有全雙工串行口，支持8位或16位傳送；同時帶有時分多路串行口、緩沖串行口、16位可編程定時器、8位并行主機(jī)接口等；可用外部總線進(jìn)行關(guān)斷控制，以斷開外部數(shù)據(jù)總線、地址總線和控制信號；數(shù)據(jù)總線具有總線保持特性。
TI公司的TLV320AIC24型多媒體數(shù)字信號編解碼器則可提供時分復(fù)用串行口（SMARTDM），并可用一個先進(jìn)的TDM格式同步4線串行口以優(yōu)化DSP的性能，從而實(shí)與流行DSP（如C5000、C6000）和微控制器的無縫連接。SMARTTDM提供了連續(xù)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換和再配置編程兩種模式（ADC/DAC和控制數(shù)據(jù)），可使TLV320AIC24 DSP編碼器和DSP數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換的帶寬最大化（只對ADC/DAC數(shù)據(jù)）。在一般的操作中，它會自動發(fā)現(xiàn)串行接口中的編碼個數(shù)并調(diào)整時鐘數(shù)以與編碼數(shù)據(jù)相匹配。而在TURBO操作中，它可以保持相同的時鐘數(shù)值，但位轉(zhuǎn)換率最大到達(dá)25MHz，允許其他的DSP外圍串行器件在相同的采樣周期內(nèi)分離相同的串行總線。TLV320AIC24支持任意基于SMARTDM的器件級聯(lián)，實(shí)現(xiàn)多通道編碼（最多可有8路TLV320AIC24編碼級聯(lián)到單個串行口），它所支持的3種串行口配置為單機(jī)主、單機(jī)從和級聯(lián)主從模式。
TLV320AIC24還提供兩種16位Σ-△A/D通道和16位Σ-△D/A通道，可連接到手機(jī)、耳機(jī)、麥克風(fēng)等外部設(shè)備；其嵌入的模擬和數(shù)字側(cè)音、反偏濾波器、可編程輸入輸出增益控制等電路楞為麥克風(fēng)提供前置放大和150Ω負(fù)載、硬件/軟件控制的掉電模式等功能；TLV320AIC24具有和TMS320C54xx完全兼容的電源電壓；其可編程最高采樣率達(dá)26ks/s（用片上IIR/FIR濾波器）和104ks/s（用IRR/FIR側(cè)通）；在8ks/s的采樣率下，它們的片上FIR可產(chǎn)生87dB的動態(tài)范圍（對ADC）和92dB的動態(tài)范圍（對DAC）；ADC和DAC濾波器符合G.711和G.722協(xié)議。此外，TLV320AIC24還提供了一個靈活的主機(jī)接口（一個可以編程為標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)I2C總線協(xié)議或S2C總線協(xié)議的2位串行口）。
2 硬件接口
DSP McBSP和TLV320AIC24的接口方式為4路SMARTDM信號，分別為幀同步、串行數(shù)據(jù)輸出、串行數(shù)據(jù)輸入和時鐘源，它們分別連接到FSX/FSR、DR、DX、CLKX/CLKR。在級聯(lián)模式下，DSP可通過主器件的FS端接收幀同步信號，主器件的FDS端連接到第一級從器件的FS端，而將第一級從器件的FSD連接到第二級從器件的FS端，如此類推。最后一級的FSD通過電阻器連接到3.3V電源輸入端。圖1給出級聯(lián)TLV320AIC24和DSP的連接方式。
3 軟件編程
TLV320AIC24的每一個通道都含有6個控制寄存器，可以編程所需的操作模式。在控制幀模式下，通過DIN引腳可以對所有的寄存器進(jìn)行編程。在一個幀同步延時后，新的配置生效。上電后，TLV320AIC24被默認(rèn)為編程模式。設(shè)置控制寄存器1到第6位可用于轉(zhuǎn)換連續(xù)數(shù)據(jù)模式。如果采用15+1數(shù)據(jù)格式，那么，把DIN的最低位設(shè)置成1可將連續(xù)數(shù)據(jù)傳輸模式轉(zhuǎn)換成編程設(shè)置模式。其格式如下：
其中，D15-D13位為控制寄存器地址，操作時可與位D7-D0所攜帶的數(shù)據(jù)一塊寫入；位D12用于確定對所尋址寄存器的讀寫；位D11用來確定是否選擇廣播模式；位D10-D8永遠(yuǎn)設(shè)置為1。
下面給出編碼器寄存器的編程例子。其中，DSP通過DMA連接到SMARTDM以對TLV320AIC24進(jìn)行初始化。DMA是指在不需要CPU干預(yù)的情況下，在映射存儲區(qū)的不同區(qū)間傳輸數(shù)據(jù)的技術(shù)。DMA可支持上存儲器、片上外設(shè)（包括EHPI8）或是外部設(shè)備間無CPU負(fù)責(zé)的獨(dú)立數(shù)據(jù)交換。
（1）初始化
?。?）DMA0中斷服務(wù)子程序，進(jìn)行數(shù)據(jù)接收
?。?）用DMA初始化TLV320AIC24子程序
4 結(jié)束語
本文介紹的硬件設(shè)計(jì)方法和軟件編程可以完成語音信號的采集與回放，從而實(shí)現(xiàn)語音數(shù)據(jù)的采集、處理和存儲等功能。該方案能夠滿足主流語音處理產(chǎn)品的要求，可以廣泛應(yīng)用在各種相關(guān)設(shè)備中。
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