音频信号存储与播放电路设计.doc

成 绩 评 定 表 学生姓名 高帆 班级学号 1101040126 专 业 电子科学与技术 课程设计题目 音频信号存储与播放电路设计 评 语 组长签字： 成绩 日期 20 年 月 日 EDA技术与FPGA应用课程设计任务书 学 院 信息科学与工程 专 业 电子科学与技术 学 生 姓 名 高帆 学 号 1103040126 设计题目 音频信号存储与播放电路设计 实践教学要求与任务: （1）4.096s无格式音频信号数据，8kA/D转换为8bit数据，共32768字节，存储播放； （2）音频数据自行解决； （3）扬声器播放（数据直接送出至bit D/A）； （4）可以部分播放，时长可控； （6）自行设计设计下载后的验证方案； （7）完成全部流程：设计文档、模块设计、代码输入、功能仿真、约束与综合、布局布线、下载验证等。 工作计划与进度安排: 本设计持续两周，其中最后一天为答辩时间。 第1-2天：讲解题目，准备参考资料，检查、调试实验软硬件，进入设计环境，开始设计方案和验证方案的准备； 第3-5天：完成设计与验证方案，经指导老师验收后进入模块电路设计（验收设计文档）； 第6-7天：完成模块电路设计，进行代码输入，并完成代码的仿真（验收代码与仿真结果）； 第 8-9天：约束设计、实现、下载验证（验收验证实现）； 第10天：修正设计、整理设计资料，验收合格后进行答辩。 指导教师（签字）： 年 月 日 主管院长（签字）： 年 月 日 摘 要 音频信号存储与播放电路设计目的是通过Altera公司的芯片cyclone(型号为EP1C6Q240C8)对音频编解码芯片TLV320AIC23B(以下简称AIC23B)进行控制，以完成音频存储与播放的功能。该音频编解码芯片具有AD、DAIP核，在EP1C6Q240C8片内例化SRAM空间，借以存储音频数据。同时设计电路，使在EP1C6Q240C8与AIC23B之间传输的各项数据满足其通信协议的相位要求。验证方法是将一段音频数据初始化在EP1C6Q240C的SRAM中，通过播放命令来播放音频。或通过录音命令录音，然后再次通过播放命令进行播放。 现实中采用Verilog HDL描述、ModelSim进行功能仿真、QuartusII进行逻辑综合和适配下载，最后在Altera公司的芯片cyclone器件上实现并完成测试。在此过程中，根据任务书中的设计分工，完整地建立了测试平台，完成了功能仿真，从而保证了设计的功能的正确性。 关键词 Verilog HDL；FPGA；AIC23B；仿真； 目 录 摘 要 III 引 言 1 1 总体电路结构设计 2 1.1 电路功能与性能 2 1.2 关键功能电路设计 3 1.3 电路接口 4 1.4 电路功能框图 5 1.5 验证方案 6 2 模块设计 7 2.1 输入命令处理模块 7 2.2 发送命令模块设计 8 2.3 听说模块设计 10 2.4 存储模块SRAM设计 12 3 代码输入与仿真 13 3.1 HDL代码输入 13 3.2仿真与测试的功能列表 13 3.3 仿真平台构建 14 3.4 电路功能仿真结果 15 4 设计的FPGA实现及板级测试 18 4.1 SRAM的IP生成与集成 18 4.2 设计的管脚绑定约束 18 4.3 设计实现与下载 19 4.4 电路FPGA测试 19 结论 21 参考文献 22 附录A 设计源代码 23 顶层代码 23 SendCntrl模块代码 25 SendCommand模块代码 27 HearAndSpeak模块代码 38 附录B 仿真代码 45 SendCommand模块仿真代码 45 HearAndSpeak模块仿真代码 46 MyVoice顶层模块仿真代码 47 引 言 FPGA/CPLD、DSP和CPU被称为未来数字电路系统的3块基石，也是目前硬件设计研究的热点。与传统电路设计方法相比，FPGA/CPLD具有功能更强大，开发过程投资小、周期短，可反复编程修改，必威体育官网网址性好，开发工具智能化等特点，特别是随着电子工艺的不断改进，低成本FPGA/CPLD器件推陈出新，这一切促使FPGA/CPLD成为当今硬件设计的首选方式之一。可以说FPGA/CPLD设计技术是当今高级硬件工程师与IC工程师的必备技能。[1] 本设计需要设计一个音频信号存储与播放电路，该电路功能需要满足FPGA芯片与音频编解码芯片AIC23B之间的信息传输协议要求。通过FPGA芯片对该音频编解码芯片进行功能配置，从而实现音频的存储与播放。 本设计使用