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基于TMS320C6202的VPN加密卡的设计

时间:2007-1-20栏目:电子通信论文

摘要:提出了一种基于TMS320VC5402的音频信号处理系统。介绍了该系统的总体方案和硬软件设计,并对音频信号的处理算法进行了论述。实际使用证明,所述的基于DSP的硬件和软件系统是一个很好的音频信号采集与处理系统。

    关键词:音频信号 音频效果 数字信号处理

在调音台和各种音响设备上,效果器是一种不可缺少的设备。有了效果器,才有了声音的千变万化。高质量的效果器能达到令人满意的效果,使人有身临其境的感觉。现在效果器上的效果种类越来越多,有的多达几十种。实际上从声学原理考虑,一共只有五种基本效果:

(1)延时/延迟类(包括延时、延迟、混响、残响等),

(2)压缩类(包括噪声门、均衡器等),

(3)失真类(包括各种失真、金属、“脏”效果器等),

(4)合唱类(包括立体声、镶边、八度器等),

(5)滤波器(包括哇音、相位等)。

目前国内的效果器市场多被国外产品所垄断,价格昂贵。国产的效果器又多为模拟实现,成本高、损耗大、干扰大、稳定性差,且参数不易修改。而基于DSP的数字效果器,是一种具有内置的数字接口且可进行数字音频处理的音响系统,它能克服以上缺点,达到令人满意的效果。(范文先生网www.fwsir.com收集整理)

1 系统总体方案

音频信号处理系统如图1所示,整个系统由单片机MCU、数字信号处理器DSP、A/D和D/A转换器、外扩存储器、显示屏和键盘等组成。其中MCU作为主机,整个系统的初始化和控制都由它来完成。DSP作为从机,主要完成音频信号的算法处理,实现各种效果。而LED则把通过键盘控制的各种效果及其参数显示出来,以便工作人员及时调整和修改。由于DSP内部存储器较小,不能满足系统数据和程序存储需要,所以需要外扩存储器。

系统工作时,输入的音频信号是模拟信号,经过高精度、高速度的ADC转换之后得到一串数字信号,分帧送入到波形输入缓冲区RAM。然后经过DSP内部高速处理,通过各种算法实现各种效果。经过处理的音频信号再输入到高精度、高速度的DAC转换器中,还原成模拟的声音信号,经音响功率放大电路放大输出。

为了实现音效的实时处理,加入了缓冲区。系统中各模块是同时进行处理的,一部分信号正在ADC中进行转换,而另一部分信号则正在DSP处理器中进行算法处理。整个系统以流水线方式进行工作,保证了对音效的实时处理。

2 系统硬件电路的设计

DSP芯片选用美国TI公司的TMS320VC5402(以下简称‘C5402),单片机选用PIC16F72,A/D和D/A转换器选用24位的CS4228A,其较宽的动态范围能够满足高保真的音频系统的要求。

2.1 ‘C5402

‘C5402是TI公司于1999年10月推出的性价比较高的定点数字信号处理器,主要特点如下:

·具有先进的多总线结构,三条16位数据存储器总线,一条程序存储器总线和四条地址总线;

·操作速率达100MIPS;

·40位算术逻辑单元(ALU),包括一个40位桶形移位器和两个40位累加器;基于TMS320C6202的VPN加密卡的设计

·一个17×17乘法器和一个40位专用加法器,允许16位带/不带符号的乘法;

·整和维特比加速器,用于提高维特比编译码的速度;

·8个辅助寄存器及一个软件栈,允许使用最先进的定点DSP、C语言编译器;

·数据/程序寻址空间为1M×16位,内置4K×16位ROM和16K×16位RAM;

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