基于DSP的音频处理器中文.pdf

基于DSP 的音频处理器 这个应用例子，我们将了解个人计算机主机内部音频效果处理器的发展。尽管我 们选用的的应用很简单，它却是研究大量 DSP 系统应用设计与实现的重要手段。就本 例的应用开发平台而言，我们选择C6xxx EVM 板，因为它不仅集合了前面几个章节中 讨论的内容，而且提供了本例音频效果处理器的理想模型。C6xxx EVM 包含了必需的 CD 品质立体音频编/解码器，一个快速的 DSP 处理器以及一个PCI 界面，通过这个接 口，可以实时控制音频效果。基本配置下图所示。 1.设计目标 这个设计实例可分为三部分，（1）硬件平台设计，（2 ）应用算法设计，即音频处理 计算法，（3 ）主机软件设计。正如上面所提，硬件平台是TI 的C6xxxEVM 板。这是一 个明智的选择，因为它包含了系统应用所需的主要系统部件，并且，TI 免费提供这一模 板的设计。因而这将成为开发特定系统平台的良好开端。此处介绍的音频效果处理器能 有效使用时间延续以及可调性时间延续功能来达到简单的样本混响，截边以及和声效 果。输出调制器的应用使得输出幅度平坦。所有这些效果都是由主机软件界面来控制的。 主机软件通过PCI 总线进行通信，并控制实时DSP 算法。主机软件也也能在开始阶段 对 DSP 进行初始化，下载必要的音频处理算法，因而并不需要 EPROM 进行引导。当 DSP 卡被初始化后，它就可以自主运行，几乎不许要对主机输入。作为主机软件的一部 分，效果控制界面提供对对效果算法的异步控制。这使得调制深度，调制速率，延时长 度可以实时变化，而不必停止或中断原算法。在下面的章节中，我们将从硬件平台着手， 依次研究设计的各个部分。图10-11 显示了该应用的总结，不同软件的组成部分和接口。 2.硬件平台 作为此项应用的基本平台，C6xxxEVM 开发平台在第2.4 章节中有详细叙述。该平 台使用的编/解码器接口在第4.4 章节中有详细介绍。有关直接存储器存取传输，主机端 口和高速串行端口部分在第4 章中也有介绍。因而，我们没有必要再在本章中赘述这部 分内容。图 10-12，完整描绘了TI 的C6xxxEVM 板，包括C6xxxDSP ，编/解码器，存 储器部分，主机端口接口和PCI 总线。 C6xxxEVM 板上的PCI 接口具有即插即用的功能，并且能支持高速数据传输的主副模 式：即PCI 总线通信初始化可由目标或主机方来驱动。PCI 的即插即用特性管理着寻找 地址以及中断分配的各个方面，从而保证不会出现资源冲突的情况。 在计算机启动阶段，具有PCI 接口的器件能自动由计算机的BIOS 来配置。这意味着 插入PCI 总线的一块C6xxxEVM 卡将具有动态分配的个人计算机记忆存储地址和中断 线。从编程者的角度来看，为了简便起见，TI 提供了软件驱动器来支持EVM 板。驱动 程序是用来查询EVM 板的PCI 控制器，并获得该板相关的存储地址和中断分配信息。 这是非常有用的，以为它使得用户只需插卡和启动计算机。EVM 的驱动器自动处理用 户软件与EVM 硬件实体间的接口问题，并考虑分配中断与存储器配置。 标准PCI 总线能够以 132MB/S 数据速率进行突发的通信。同样，在主动模式下，每块 独立的PCI 卡能够在很短的时间内完全控制总线，从而完全达到突发的传输速率。这就 意味着个人计算机和PCI 卡双方都不会落后。当然，也可以在典型系统中使用多个外部 PCI 器件，所有器件以时分复用方式工作。所以，连续的传输率将低于 132Mhz 的速率。 为了使任何系统中的传输速率最大化，最好使用突发模式传输，而不是重复单个字 的传输。因为这样可以减少总线请求和请求允许的总耗费。 基于工业标准的应用的专用集成电路，ASIC ，C6xxx EVM 实现了一个标准的PCI 。 使用标准PCI 器件的一个优势是所有的数据传输都是由该器件自行管理的，从而保证了 C6xxx EVM 器件本身不需要处理时间的消耗。PCI 和ASIC 以及与C6xxx DSP 接口的图 示如10-13 所示： C6xxx EVM 提供的PCI 允许以下三种方式与C6xxx DSP 通信。第一种方法是使用一组 先进先出列队和邮箱寄存器，每一方可以通过这些来传输数据。当主机方填满了邮箱， DSP 处将会相应产生一个中断信号，从而引发中断