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基于FPGA的语音通信系统设计 答辩人：王秒 指导教师：邱军兴 2011年5月20日 主要内容 课题研究背景 课题研究意义 主要工作内容 工作总结 一、课题研究背景 随着电子技术的不断发展，电子系统的设计方法也发生了很大的变化，传统的设计方法正在逐渐退出历史舞台，而基于EDA技术的芯片设计正在成为电子系统设计的主流。借助EDA 技术, 可以使软件硬化, 特别是在高速的数字语音通信系统中, 是非常有效的。 基于FPGA/CPLD芯片开发的EDA 技术在通信领域得到了广泛的应用, 尤其是在对基带信号的处理和整个系统的控制中, FPGA/CPLD 不但能大大缩减电路的体积, 提高电路的稳定性, 而且先进的开发工具使整个系统的设计、调试周期大大缩短。正是基于这一技术背景, 开发了这款数字语音通信系统, 在一片FPGA芯片上实现了语音采集、语音发送、语音接收和还原等系统的主要功能。 二、课题研究意义 基于FPGA/CPLD芯片开发的EDA 技术在通信领域得到了广泛的应用, 尤其是在对基带信号的处理和整个系统的控制,FPGA/CPLD 不但能大大缩减电路的体积, 提高电路的稳定性, 而且先进的开发工具使整个系统的设计、调试周期大大缩短。 正是基于这一技术背景, 开发了这款数字语音通信系统, 在一片FPGA芯片上实现了语音采样、传输、滤波和数模模数转换等系统的主要功能。 三、主要工作内容 知识准备 语音通信电路组成 语音通信电路的主要技术指标 语音通信电路功能模块 1.1 知识准备 1、熟悉硬件编程语言VHDL以及了解可编程逻辑器件特性 2、能够熟练的操作EDA工具Quartus 软件 3、了解语音通信电路原理及内部结构模块 1.2 VHDL程序基本结构 实体和结构体是设计实体的基本组成部分，他们可以构成最基本得VHDL程序。 1.3 语音通信技术 语音通信网络最重要的技术是信令技术、寻址技术、路由技术等。 3.2 语音通信电路总体组成 根据本课题语音通信系统所要实现的功能，语音通信平台的组成包括发送模块、接收模块、显示模块。该电路可以实现智能电话功能，包括按键呼叫对方，被呼叫方响铃或其他提示功能、可以按键接通，显示对方号码，作一方可按键结束通话等。 3.3语音通信电路的主要技术指标 通信电路中最关键的是通信握手协议，包括以下几个方面： (1)波特率：规定双方发送、接收模块UART采用相同的波特率，为1.8432MHZ。 (2)双方地址：规定A的地址、B的地址以进行有目的的通信。 (3)呼叫信号：规定发送的呼叫信号为一个字节，高四位为本地地址，低四位为对方地址。 (4)确认信号：提示被呼叫方收到呼叫信号，发送确认信号进行通话。 相应的通信过程也分成四个步骤：呼叫；确认、接通；通话；结束通话等。 3.4 语音通信电路的功能模块设计 语音通信电路主要的功能模块有9个,其中TXMIT串行通信发送模块和RTCVER串行通信模块均为Quick Logic公司IP核中的收发模块UART。 TXMIT：串行通信发送模块 RXCVER：串行通信接收模块 A/D接口：完成与A/D芯片的数据传输控制功能 D/A接口：直通式，把的D/A芯片数据输入管脚相连即可 译码控制器：确认本地地址，控制扬声器与滤波器的工作 滤波器：滤除数据传输中的突变值 多路选择器：选择需发送的数据源 7段LED译码器；完成BCD到7段LED的译码功能。 消除电路模块；保证按键识别的准确性 对毕业设计的几点体会 对于毕业设计，我有以下几点体会： 1、用VHDL语言设计语音通信电路简洁、高效。 2、程序代码可移植性好，在Quatus 软件上进行仿真，下载到FPGA平台上测试，相比直接用硬件电路方法实现简单。 深刻体会EDA工具对于开发产品方面所带来的极大方便。 毕业设计中存在的问题 做毕业设计的过程中，存在以下问题： 1、本设计虽然实现了简易电话功能， 2、通话过程中由于FPGA本身及外界干扰，存在较大的噪音； 四、工作总结 通过这次毕业设计的制作，让我了解到学习知识的重要性，锻炼了自己独立思考问题，分析问题，解决问题的能力。在做毕业设计的过程中，我进一步认识到全面专业的专业知识以及清晰的逻辑思考方式对研究问题的重要性。 我相信毕业设计的过程将对我以后的学习和工作也会有很大的帮助。 谢谢！ 敬请各位老师批评指正 * *