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  • 给大家推荐一个用于更改Android智能手机上录制声音的应用

    给大家推荐一个用于更改Android智能手机上录制声音的应用

    大家好，给大家带来一个有趣的消息。 您是否听说过将自己录制的声音更改为其他声音?如果没有，请阅读下面的相关内容。 有趣的是，现在您可以使用“更改我的声音”应用程序以不同的声音样式更改预先录制的声音。 这是一个有趣的应用程序。它可以让您在Android智能手机上录制语音，然后与您的朋友和家人分享。 更改我的语音应用 它绝对是免费提供的。它提供了不同的声音样式，包括较慢，较快，花栗鼠和猫。为此，您需要选择预设并将录制的语音更改为标准预设。 此应用程序的最佳功能之一是它允许您调整所录制声音的音高和速度。此外，该应用程序还提供了两个附加控件，分别是“金属”和“放大”。 回声和合唱是另外两种声音效果，它们像一个附加功能一样可以进一步改变声音。所有这些控件完全改变了您录制的声音，并允许您与朋友和家人分享。 如何安装这个Android语音转换器应用程序? 如果您想安装此应用程序并享受其乐趣，请从此处下载。在您的Android智能手机中安装此应用后，请录制您要共享的声音。 之后，只需选择要在其中更改录制的声音的预设。并调整录音的音高和速度并播放声音以听取。完成您喜欢的声音，并与任何人分享。 更改我的语音应用程序的功能： 首先也是最重要的是，这个应用程式可让您在android上更改语音。 除此之外，它还允许您通过电子邮件，蓝牙和消息共享内容。 它使您可以调整声音的音调和速度。 此外，它还具有其他声音效果，例如回声和合唱。 多个预设超出您的预期。 简单的界面易于使用。

    时间：2020-04-17 关键词： 智能手机 Android 声音

  • 警报声人们为什么会引起人们注意？科学家揭示：大脑会被刺耳的声音干扰

    警报声人们为什么会引起人们注意？科学家揭示：大脑会被刺耳的声音干扰

    9月20日，据外媒报道，来自日内瓦大学（Unige）和瑞士日内瓦大学医院的神经科学家发表在《自然通信》上的一项研究分析了人们听不同声音时的反应，其目的是确定重复的声音频率被认为是不愉快的程度，同时还研究了听这些频率时大脑中受刺激的区域。 该研究结果不仅表明传统的声音处理电路被激活，而且还指出参与显著性和厌恶性处理的皮层和亚皮层区域也被激活。这是首次解释了为什么大脑在听到这种声音时会进入警戒状态。 警报声，无论是人工的（如汽车喇叭）还是自然的（人类的尖叫），其特征是重复性的声音波动，其频率通常在40至80赫兹之间。但为什么选择这些频率来表示危险呢？在大脑中会发生什么事情把我们的注意力保持到这样的程度呢？ 来日内瓦大学和日内瓦大学医院的研究人员播放了频率介于0到250赫兹之间的重复声音，让16名参与者越来越接近，直至大脑无法承受的频率。然后，研究人员询问参与者何时感觉到声音刺耳（彼此不同），何时感觉到声音平滑（形成一个连续且单一的声音）。 根据参与者的反应，科学家们能够确定大脑承受声音刺耳度的上限约为130赫兹。但是为什么大脑会认为粗糙的声音是不愉快的呢？为了解释这个问题，神经科学家要求参与者听不同的频率，他们必须将这些频率分为1到5个等级，1级是可忍受的，5级是不可忍受的。 被认为无法忍受的声音主要在40到80赫兹之间，也就是说，警报和人类尖叫所使用的频率都在这个范围内，包括婴儿的哭声。由于这些声音在远处是可感知的，不像视觉刺激，从生存的角度来看，注意力可以被捕获。这就是为什么警报会使用这些快速重复的频率来最大限度地提高被检测到的可能性，并引起我们的注意。 研究人员随后试图找出大脑中到底发生了什么：为什么这些刺耳的声音如此难以忍受？ 当声音被认为是连续的（高于130赫兹）时，上颞叶的听觉皮层被激活，这是传统的听觉回路。但是，当声音被认为是刺耳的（特别是在40至80赫兹之间），它们会引起持续的反应，这些声音会引起杏仁核，海马体和脑岛，特别是所有与突出、厌恶和疼痛相关的区域。这就解释了为什么参与者觉得这些区域难以忍受，因为这些区域参与了声音的处理。

    时间：2019-09-27 关键词： 赫兹 声音 警报 刺耳 皮层

  • 基于STM32控制的声音导引系统

    基于STM32控制的声音导引系统

    摘要：设计了一个基于STM32控制的声音导引系统。该系统由1个可移动声源S和3个声音接收器A、B、C构成。由一片从控STM32单片机控制无线发送模块，实现声音导引信号的发送。主控单片机根据无线接收模块所接收到的信息来判断可移动声源运动的启停。引言 声音导引系统，主要是靠声音来完成对机器的智能控制，既方便又快捷。尤其是环境比较恶劣、不适合人类停留的地方，可以依靠声音来控制机器的正常运行。声音导引系统也是智能化控制的一个方面，对未来的智能化发展有较大的促进作用，对未来智能机器人的研究也大有帮助。1 系统总体方案 如图1所示，声音导引系统由1个可移动声源S，声音接收器A、B和C构成。其中，可移动声源由发声模块和无线接收模块组成；A、B、C三处各放置一个声音接收器。 针对系统设计要求，可以采用以下实现方案：在O点设置一个STM32单片机控制器，作为A、B、C三个声音接收器的公共控制器，并通过一个公共无线发送模块向可移动声源发送反馈信号。可移动声源开始运动并发出声音后，声音接收器A、B和C收到声音，将声音信号分别传送给STM32单片机，由STM32单片机判别A、B和C哪个声音接收器先接收到该声音信号。 若声音接收器B先收到，则不发送反馈信号给可移动声源。一旦声音接收器A先收到声音信号，表明可移动声源已经在定位误差的范围内到达Ox线，无线发送模块立即向可移动声源发送反馈信号，可移动声源接收到该信号后，立即停止运动。该方案电路简单，只需要一套无线收发系统，因此也节约了成本。2 系统硬件设计 本系统中，可移动声源由EDC-CarX V1．0-2007．06四驱版DIY竞赛小车、日本NEC电机控制ASSP芯片MMC-1、STM32 Cortex-M3系列单片机、无线接收模块、天线、蜂鸣器组成；音频接收模块、无线发送模块、天线组成声音接收器。 如图2所示，本系统主要靠无线模块实现主从控制器之间的通信，进而通过MCU-1来控制电机的运行状态。由于该系统要求系统的响应速度快、功耗低、稳定性高等，一般的C51单片机不能满足要求，综合考虑选择ST公司Cortex-M3系列的STM32F1103VE作为主控芯片。该芯片基于专为要求高性能、低成本、低功耗的嵌入式应用设计的ARM Cortex-M3内核。其特点如下：工作时钟频率最高达到72 MHz；单周期乘法和硬件除法；256～512KB的Flash，高达64 KB的SRAM；睡眠、停机和待机3种低功耗模式；2通道12位D／A转换器；多达13个通信接口；11个定时器，可以进行输入捕捉／输出比较／PWM信号通道和增量编码输入。 可移动声源电机部分由STM32-F103VE、MMC-1和L293芯片驱动，其控制、驱动电路如图3所示。MMC-1和L293都是直流电机的控制芯片，这种组合更有利于精确控制。 无线接收模块电路如图4所示。SCDRX2DS为无线接收模块的控制芯片。301是电路的稳压芯片，起到电压保护的作用。3 软件设计 本系统的软件部分主要分为移动声音模块和声音接收模块。采用ST公司提供的函数库进行开发。该函数库是一个固件函数包，它由程序、数据结构和宏组成，包括了微控制器所有外设的性能特征，以及每一个外设的驱动描述和应用实例。通过使用函数库，无需深入掌握细节，用户就可以轻松地应用外设，从而大大缩短了用户的编程时间，进而降低了开发成本。为了减小开发难度，本设计以引用函数库为主，添加自己的用户程序完成整个系统的软件部分。3．1 移动声音模块 本模块主要实现移动声音控制器的功能。利用延时的方法产生高低电平来驱动蜂鸣器产生声源。通过SPI串口和NEC的从控芯片进行通信，发送命令进而来控制电机的运行状态。通过无线模块接收的信息先暂存在SPI的缓冲区中，以备控制命令及时发送。发送的控制命令有前进、后退、左转、右转和停止信号。移动声音模块控制流程如图5所示。3．2 声音接收模块 本模块的功能主要是循环接收传感器的信息，根据3个接收器传回声音的顺序不同，来判断移动声音的位置和运行状态，进而将前进、后退、左转和右转控制命令发送给移动声源。由于该控制器的采样频率要高，因此把主控制器的时钟频率通过PLL调到最大72 MHz。声音接收模块控制流程如图6所示。4 系统测试 测试仪器包括：100 MHz数字示波器，数字万用表(型号VICTOR-VC890D)，STM32单片机开发板，秒表，卷尺。 用示波器观测单片机、MMC-1芯片的输入／输出引脚信号波形，用数字万用表检查元件有无虚焊，从而确定对电机的驱动情况。 用秒表、卷尺测试小车运动的平均速度，并量取定位误差。假设小车初始位置为S0，小车停止位置为S且SS0与间夹角为α，全程运动时间为t，S与0x线间距离为d，则小车平均速度为SS0·tan(α／t)。 测试数据如表1所列。结语 可移动声源开始运动并发出声音，3个声音接收器收到来自可移动声源的声音信号后，立即发出各自载波频率的反馈信号给可移动声源。可移动声源根据接收到的不同信号频率判断反馈信号的源头，从而由MCU发出相应控制信号(前进、倒退和转弯)，导引可移动声源在定位误差的范围内。

    时间：2019-01-21 关键词： 系统 嵌入式开发 声音

  • SHARC处理器支持数字合成器完美再现经典的模拟声音

    美国模拟器件公司（analog devices, inc.,纽约证券交易所代码: adi）,全球领先的高性能信号处理解决方案供应商,今日在马萨诸塞州诺伍德市（norwood, mass.）发布业界领先的数字音频模块解决方案开发商creamware audio gmbh公司采用了adi公司的sharc处理器用在其高保真音箱（asb）产品系列中,该系列产品是用于模仿几种流行经典键盘乐器的音效和乐感的音频模块。最新设计的b400 asb产品利用adi公司的sharc 2126x 和 sharc 2136x浮点处理器的精密性再现了hammond b3经典风琴的模拟电路,hammond b3曾经是最流行的风琴之一,已经有数千个摇滚或灵乐音乐家使用。 　　creamware公司将于2006年5月发布prodyssey asb合成器,它类似于也采用sharc处理器的著名arp odyssey 合成器。creamware公司先前发布的minimax 和pro-12合成器都采用sharc处理器,从而不仅真实再现了minimoog 和 prophet-5经典合成器音调的所有细微差别,而且增加了新的现代化数字功能,包括预存储、扩展的复调音乐、乐器数字接口（midi）控制和效果器。sharc 2126x和sharc 2136x处理器一直被公认为是业界领先的高端音频应用处理器,它们属于单指令多数据（simd）sharc处理器系列的成员,具有专门适合高性能音频应用的32 bit和40 bit浮点处理能力。这两款产品还集成了多种rom存储器配置和以音频为中心的外围设备以缩短产品面市时间并且降低总材料（bom）成本。这样提高了sharc处理器的性能水平和外围设备集成度, 从而成为creamware公司asb产品的理想解决方案。 　　“sharc处理器的浮点精密度意味着音频算法听起来会更好,” creamware audio gmbh 公司的首席技术官frank hund说,“考虑平台本身的dsp强大处理能力允许唯一实现复杂的顶级算法。因为sharc处理器具有真32 bit处理音频和40 bit浮点分辨率,所以我们的设计团队无需做出折衷——在整个处理过程中保持最高分辨率而不影响性能。您可听出其音响效果。” 　　creamware公司还受益于sharc处理器的大量i/o端口和存储器以及crosscore开发工具。sharc音频处理器集成了音频专用外围设备——数字音频接口（dai）——用于简化硬件设计、降低设计风险并且加快产品面市时间。这些外围设备单元既可相互连接,也可通过软件可设置信号路由单元（sru）连接到外部引脚,sru具有能够在dai外围设备中实现完整和灵活的路由体系结构特性。creamware公司利用了adi公司的仿真器以及visualdsp++集成开发和调试环境（idde）。visualdsp++ idde帮助程序员开发并且调试应用程序。

    时间：2018-11-05 关键词： 处理器 合成器 嵌入式处理器 完美 声音

  • ARM-Linux:设备-mixer-linux系统声音效果调节

    系统：arm板/Linux系统内核：2.6.7设备：/dev/mixer功能：linux系统声音效果调节文件名：xxx.c编译：gcc xxx.c -o mixerSet终端执行：./mixerSet [leftvalue] [rightvalue]测试：无问题#include #include #include #include #include #include /* 用来存储所有可用混音设备的名称 */const char *sound_device_names[] = SOUND_DEVICE_NAMES;/* 混音设备所对应的文件描述符 */int fd;/* 混音器信息对应的位图掩码 */int devmask, stereodevs;char *name;/* 显示命令的使用方法及所有可用的混音设备 */void usage(){int i;fprintf(stderr, "usage: %s n"" %s nn""Where is one of:n", name, name);for (i = 0 ; i < SOUND_MIXER_NRDEVICES ; i++) if ((1

    时间：2018-06-25 关键词： 系统 Linux 效果 声音

  • 两会声音：特高压技术完全中国原创

    目前，国内最先进的特高压技术全部由中国企业研发完成，由中国企业来主导，更有利于特高压领域的技术攻关和成果转化。“中国的特高压是世界领先的，而且完全靠自己原创，技术上已经很成熟了。”见到记者，全国人大代表、特变电工衡阳变压器有限公司总经理种衍民抛出自己的观点。在他看来，中国特高压能取得今天的成就，与持续10余年的自主研发密不可分。种衍民清楚地记得，2006年在国家电网公司总部的一间会议室里，政府官员、国家电网公司负责人与国内最顶尖的几家电力装备制造企业，共同商讨自主研发特高压设备。作为亲历者之一，种衍民曾经感到巨大的压力。“投入非常大，一旦失败，企业就会面临生存问题。”他说。然而，压力并没有捆住国内电力装备制造企业自主创新的手脚。在接下来的若干年间，特变电工平均每年投入的研发经费达3亿元之多，为制造特高压设备开展工艺研究，上马实验设备、工床模具、生产加工设备等。“任何装备做成功了叫产品，做不成功就只能停留在模型阶段，差别是很大的。”种衍民坦言。据他估算，一台1000千伏特高压设备从前期研发到最终出厂大约需要花费2亿元。他们的努力没有白费，今天，中国已经掌握了特高压设备制造的核心技术。面对方兴未艾的国内特高压市场，种衍民兴奋不已。更让他感到激动的是，在今年全国两会的政府工作报告中，提到了要“让中国装备享誉全球”。“中国的特高压有技术优势，只要其他国家有需求，就一定能够走出去。”对这一点，种衍民毫不怀疑。在特高压从“装备中国”到“装备世界”的进程中，种衍民愿意做一名有力的助推者。但数次参与国际招投标的经历让他感受到，中国装备要想走出去，还需要国家强有力的支持。“我们不仅要输出技术，还要输出标准。现在各国标准不统一，我们要根据每个国家的不同标准重新生产设备，成本就大了。”种衍民希望有一天，中国的标准能在世界各地流行起来。技术攻关的脚步并没有因此停住。当记者提出特高压研发的投入会不会因为技术成熟而减少时，种衍民笑着说：“技术进步永无止境，设计优化也根本不会停下来。”据他介绍，现在衡阳变压器有限公司减少的主要是研发设备投入和生产设备投入，而技术攻关的费用一点也没有少。当前，国内特高压设备攻关的主要是三大项技术：减少输电损耗、抗击突发短路能力、降低噪声。衡阳变压器有限公司最近研发出的三角形变压器使输电损耗相比原来减少40%，几乎听不见噪声。他们每年可以填补国内空白的技术多达30余项。这些成绩让种衍民自豪不已。在今年全国两会的政府工作报告中，提出“由企业牵头建立创新联盟”。种衍民认为，在特高压领域，这一点尤为重要。目前，国内最先进的特高压技术全部由中国企业研发完成，由中国企业来主导，更有利于特高压领域的技术攻关和成果转化。

    时间：2014-03-19 关键词： 通信网络 中国 两会 高压 声音

  • 聚焦两会 那些来自电子产业的声音

    2014年全国两会于2014年3月5日在京召开。社会各界广泛关注，期待两会话题以及改革措施，践行改革承诺。据了解，2013年工业和信息化部共收到政协第十二届全国委员会第一次会议交由办理的提案327件，其中主办135件、协办153件、参阅39件;共收到全国人大常委会办公厅和有关专门委员会交由承办的第十二届全国人民代表大会第一次会议代表议案和建议624件，其中议案9件、建议615件(包括主办283件、协办252件、参阅80件);牵头办理重点处理建议2项，参与办理重点处理建议3项;此外还牵头1项2012年重点处理建议的追踪办理工作。去年提案建议内容主要涉及重点工业行业和通信业管理、化解产能过剩、工业节能减排绿色发展、发展战略性新兴产业、经济和社会领域信息化、扶持中小企业发展、网络与信息安全、军民融合式发展等。而今年的电子产业将会有哪些值得关注的话题呢?环保新能源引关注汽车电子火爆两会间，环保问题得到广泛关注，“怎样预防雾霾”话题上榜蹿升最快。“据”说两会栏目数据显示，可再生能源、工业治污、新能源汽车成为大家普遍认可的解决路径之一。美国特斯拉入华也引发了业界人士的热议，以电动汽车为代表的新源汽车成为人们热议的话题。同时，从年初国际消费电子展到前不久MWC上，各大汽车厂商、芯片巨头、通讯公司地争先抢入，汽车电子市场一度火爆。在政策利好刺激下，新能源汽车(即特斯拉概念)股再度全面爆发。车联网、车载系统、ADAS、智能汽车、无人驾驶等关键词频频出现在各大媒体新闻报道中。液晶显示产业 加大扶持力度广东省家电商会会长、TCL集团董事长李东生今年带来的建议，其一是关于产业问题《加大扶持力度，促进我国液晶显示产业发展》。面板产业应由国家统一规划，避免一哄而上重复建设，实施大力支持战略性新兴产业的发展政策。在平板显示企业的专利申请、维护、科技成果转化等方面给予重点支持。加大行业技术人才的培育和集聚。在关税政策上，加大对国内平板显示企业的保护力度。芯片产业弯道超车一直以来，我国芯片产业受制于人。“中国人使用手机采用的芯片中，只有不足两成是我国自主研发生产，至于4G手机采用的芯片，则基本上都是依靠国外进口。”全国人大代表中星微电子有限公司董事长邓中翰在接受采访时表示，芯片产业“弯道超车”仍有机会。在继续加强研发投入和人才技术引进的同时，进一步挖掘通过“需求”引导产业发展的潜力，新技术、新产品的出现和应用，就是发现并创造新需求的过程。机会更有可能出现在新兴的内需市场。一直以来，我国芯片产业受制于人。“中国人使用手机采用的芯片中，只有不足两成是我国自主研发生产，至于4G手机采用的芯片，则基本上都是依靠国外进口。”邓中翰说。两岸联动推进高世代液晶面板和高端集成电路产业化全国政协委员、中国电子信息产业集团公司总经理刘烈宏说，新型显示和集成电路是电子信息产业的核心基础产业、中国大陆与台湾地区的战略性支柱产业、发展两岸经贸关系的重点领域。建议由国家有关部门牵头，设立产业合作资金，用于支持两岸集成电路及新型显示合作。为加快建立两岸产业链联动，刘烈宏说，应在政策法规、资本运作方面给予更大力度支持，以推进高世代液晶面板和高端集成电路研发与产业化，突破“缺芯少屏”的瓶颈制约，实现电子信息产业自主可控、安全可靠。据媒体报道，我国集成电路(IC)产业的新一轮扶持政策即将出台。继北京出台300亿元集成电路产业基金后，上海、江苏、深圳可能都将在全国“两会”后出台百亿产业基金，由政府牵头，吸纳社会资本，初步预测，至少有千亿规模投资提振集成电路产业。

    时间：2014-03-05 关键词： 那些 来自 声音 聚焦两会

  • 合肥市2014光伏开局“好声音”

    昨天下午，市政府第23次常务会原则通过推进合肥市光伏应用的相关政策。今后，家庭分布式光伏发电并网、结算等将更为方便；今后在有条件的社区将大力推广，未来或许你会发现自己生活的小区就是“光伏社区”。六大工程推光伏应用合肥市要做“中国光伏应用第一城”，今后将通过六大工程在全市范围内推动光伏应用，包括分布式光伏屋顶、光伏大型地面电站、光伏照明、光伏扶贫、光伏与建筑一体化、光伏与设施农业相结合等工程。据介绍，新建屋顶可利用面积超过1000平米的非居住类民用建筑、工业建筑和市政设施应当设置光伏系统。规划主管部门进行规划审查时，对没有按照设计条件要求设置光伏系统的工程项目，不得颁发建设工程规划许可证。未来或有“光伏社区”居民小区未来将是光伏应用的重点之一。在居民自愿申请和屋顶所有人许可的前提下，鼓励住宅小区居民安装屋顶光伏电站。同时充分利用小区内已建、新建的公益性建筑、公共设施、重点工程、保障房等屋顶资源，建设分布式光伏发电项目，积极探索“光伏社区”建设新模式。对一些贫困人口，将利用光伏发电来进行扶贫。按照“政府推动、专项投入、农户自愿、试点示范、逐步推开”的思路来推动，让贫困农户坐在家里就能有收入。家庭发电结算不再难今后将进一步简化光伏发电上网结算手续。供电部门将为全市分布式光伏发电站免费提供接入系统的制定、并网验收等服务。电站并网发电后，全额收购电站上网电量，并按与电站投资人签署的发用电合同约定的结算周期，及时开具上网电费结算单。

    时间：2014-01-11 关键词： 光伏 传感网 声音 合肥市 开局

  • 联想集团或暂缓手机入美计划：内部现不同声音

    在是否尽快进入美国智能手机市场的问题上，联想集团的最高管理层们可能还没有达成一致。2014年美国消费电子展CES期间，联想集团的多位高管在美国市场先后接受媒体采访。与去年年中的信誓旦旦不同，联想集团高管们在谈论手机业务进入美国市场计划时，已经显得非常谨慎。去年，联想集团的高管们说，联想手机业务会在2014年进入美国等成熟市场，但现在，他们不再愿意就联想手机入美的具体时间表置评，或者也只能给你一个模糊的答案。手机入美计划或暂缓据知情人士透露，联想集团CEO杨元庆期望尽快进入美国智能手机市场，并对管理层们表达了对联想手机产品的信心，但是也有高管提出了反对意见，提出时机并不合适、产品不一定能成功等等问题。正是高管们对进入美国智能手机市场还存在着分析，导致现在他们并不愿意向媒体直接说出今年的具体计划。在去年年中，杨元庆曾对媒体表示，联想集团将在一年内进入美国智能手机市场。作为直接负责美洲市场的高管，联想集团美洲区总裁GerrySmith对新浪科技表示：联想集团会首先在拉丁美洲和巴西建立智能手机品牌，接下来的2-3年内再择机进入美国市场。GerrySmith说，联想集团会谨慎地选择进入美国智能手机市场的时机。“在进入美国市场之前，联想集团还需要在品牌上加大投资，等待一个合适的时机，也需要有合适的产品。”联想集团高级副总裁刘军表示，美国是联想集团向往已久的市场。“作为全球品牌，在美国取得成功是必要条件。”不过，刘军也承认，美国市场具备很大的挑战性。在联想手机业务的战略规划中，第一步是先在中国市场取得成功，第二步是在新兴市场取得成功，第三步则是在美国等成熟市场取得成功。刘军说，“联想集团目前正处在第二部的后半段。”根据市场研究机构Gartner的调查报告，去年第三季度，联想集团的单季度出货量超过1000万部，已经成为仅次于三星、苹果公司的全球第三大智能手机厂商。但是在这些出货量中，中国占据非常大的市场份额，海外市场仍然需要联想集团进行大力的拓展。品牌短板联想集团一直在进行投资，以便提高联想在美国市场的品牌知名度。在美国，联想集团的名气仍主要来自2005年收购IBM的PC业务。负责营销工作的联想集团首席营销官DavidRoman说：“如果想要进入北美智能手机市场，品牌知名度是很重要的一个问题。”联想集团一直在针对美国消费者做品牌考虑度指数的调查。DavidRoman说，在购买PC产品时，4年前只有4%的消费者考虑联想，但现在这个指数已经达到27%，并且还在不断增加。在PC之外的领域，联想的品牌考虑度仍然有待提高，尤其是智能手机产品线。不过DavidRoman对新浪科技说：“虽然我们还没进入美国智能手机，但是却一直在完善生态系统，为进入美国市场作充分准备。”在今年CES上，华硕公司宣布与美国运营商AT&T达成了合作，从而正式进入美国智能手机市场。联想集团中国区总裁陈旭东表示，达成类似合作并不困难，但是联想希望能够看到产品在市场上取得成功。联想集团要在美国智能手机市场站稳脚跟，需要直接面对三星和苹果公司。仅仅这两家公司的市场份额就达到60%，但那些能够在美国市场取得一定市场份额的厂商，如HTC、摩托罗拉、LG等，仍然有很强大的品牌实力。而所有这一切都导致，联想在进军美国智能手机市场的初期会比较艰难。据内部人士透露，联想集团去年曾接触过黑莓公司，并进行了尽职调查，但是最终这次收购交易并未达成。该人士表示：“如果本次交易达成，联想集团应该会按照规划在2014年顺利进入美国等成熟市场。”

    时间：2014-01-10 关键词： 内部 联想集团 暂缓 声音

  • 电动汽车界新规范 计划发展声音警示系统

    [摘要] 随着电动汽车的迅速发展，以及各大OEM制造商都越来越广泛的涉及到电动车领域，为了保护行人，减少事故的发生，电动汽车运行时的声音要求也被提上了日程。 　　随着电动汽车的迅速发展，以及各大OEM制造商都越来越广泛的涉及到电动车领域，相比于传统的内燃机汽车而言，为了保护行人，减少事故的发生，电动汽车运行时的声音要求也被提上了日程。 　　戴姆勒在发动机声音优化部门拥有250名员工，他们的任务是优化内燃机的声音效果，最近他们正在致力研究于SMARTFORTWO电动车，SLSAMG电动车和奔驰B级电动车的电动机声音方面的问题。日产的Leaf电动车有它自己的声音特点，特斯拉S在行驶过程中几乎没有任何声音，雷诺的Zoe有三种声音模式可以选择。大众和宝马在没有特殊需要的情况下，也都没有在他们的电动车上装配声音系统。 　　为了有效的保护和警示行人，有关当局方面正在准备推出相关的规定，来强制电动汽车装配声音提示系统，从而警示路人和骑自行车的人。另外汽车制造商们也正在需求一种方法来使电动汽车能够发出类似6缸水冷发动机的声音达到对路人提醒和警示的作用。

    时间：2014-01-03 关键词： 电动 声音 警示 汽车界

  • 腾讯揽好声音 视频行业竞争更加激烈

    21ic通信网讯，一看到《中国好声音》落户腾讯视频的消息，我头脑中立即响起李清照的词：“争渡，争渡，惊起一滩鸥鹭。”当然，这里的“鸥鹭”并不是鸟，而是网络视频行业的相关企业。第一个被惊到的肯定是搜狐的张朝阳。据说，《中国好声音》(为行文方便，下文简称“好声音”)第二季张朝阳是通过“价高者得”的方式到手的。就在张朝阳拍板的前一刻，爱奇艺刚刚比此前报价加价20%，随后张朝阳下定决心斥资1亿元豪赌了一把。这一把，张朝阳赌赢了。根据相关报道，好声音在今年夏天给搜狐视频带来了广告营收2亿元，从6月起搜狐视频的综艺和电视剧频道一直占据行业第一，8月开始搜狐视频全网覆盖人数2.63亿。虽然尝到了甜头，但张朝阳能夺下第二季已费尽心力，他可能想过自己拿不到第三季了，也肯定猜测过百度和优酷土豆会有所行动。但最终却是腾讯视频赢得美人归。好声音第三季版权费用大幅上涨高达2倍，高达2-2.5亿元。第二季的1亿都是张朝阳狠下决心的结果，现在翻倍，张朝阳再咬牙也狠不下心啊。是谁在背后为版权费的翻倍推波助澜呢？答案揭晓时，张朝阳估计被惊到了。毕竟，一个月前，腾讯和搜狐“相当于成为‘亲家’了。”而就在11月，两者还一起联盟……尽管“没有永恒的朋友，只有永恒的利益”已经耳熟能详，但从情感上来说，多少有点让人感觉膈应。当然，我们期待着张朝阳的大招……另一方，爱奇艺估计一边庆幸，一边哀愁了。庆幸的是，11月初，爱奇艺获得《爸爸去哪儿》、《康熙来了》、《快乐大本营》、《天天向上》、《百变大咖秀》等五档综艺节目2014年的独家播放权。知情人士透露，爱奇艺支付的版权费用为2亿元。如果腾讯为好声音花2-2.5亿元的消息在爱奇艺行动前散播，那爱奇艺将为这些综艺节目支付更多的费用！而哀愁的是，5月份，百度斥资3.7亿美元收购PPS视频业务，并将PPS视频业务与爱奇艺进行合并。随后又有消息传出，爱奇艺准备明年IPO，所以我们可以理解为，爱奇艺花2亿元的版权费明显是想借这些节目获得更多的用户以及广告收入。而腾讯的横插一脚，多少会给爱奇艺的IPO带来不利影响。 12毕竟，腾讯无疑是抬高了优质综艺节目网络独播权的价格，将版权竞争推到了“拼爹”时代，而这最终，将提高整个视频行业的成本。业界人士分析认为，视频网站的这种豪赌竞争，还将进一步推高版权费用，视频网站之间的资源竞争将更加激烈。网络视频的资本故事更难讲了。即便是上市了的优酷土豆，也有得头疼了。上周，优酷土豆发布了今年第三季度未经审计财务报告，公司当季净亏损2.186亿元。有人纷纷猜测优酷土豆第四季度可盈利。但现在看呢？经过2013年的收购整合后，视频网站新一轮版权争夺战拉开帷幕，所不同的是争夺对象从电视剧变成了综艺节目。从明年开始，热门节目都只会在某家视频网站才能看到。腾讯视频有了《中国好声音》，爱奇艺拿下《爸爸去哪儿》，乐视买了《我是歌手》，PPTV获《非诚勿扰》等节目独家版权……这是一个趋势，资源会更加向巨头倾斜。从这方面来说，好声音落户腾讯，惊着了整个视频行业的企业啊。一旦巨头介入且发力，优酷土豆也得一番小心应对啊。而当下，更重要得是，目前腾讯引发的版权竞争，势必提高视频行业的成本，向着盈利奔去的优酷土豆，奔跑的脚步将被束缚。当然，我们也要理解下腾讯的“不折手段”。腾讯视频虽然体量大，有QQ等提供流量，但知名度不高，其亟需一档人气节目来提振用户认同度，提升知名度；另外，面对爱奇艺重新挑起的独播资源战，腾讯不可能让自己“置身局外”。一旦袖手旁观，腾讯则极有可能滑落到第二梯队。而对于市值千亿美元的腾讯来说，目前的资源竞争并不费力。不过，腾讯也让网友惊着了，觉得腾讯有点“饥不择食”了。尽管浙江卫视表示，第三季好声音平均收视率肯定超5.0，但是网友并不看好。有网友表示： “不看好好声音第三季。其实第二季就已经被作烂了，我连决赛都没兴趣看；遥想第一季的时候，老子可是经常看重播的。”腾讯最终是否会被结局惊到，还得等待第三季好声音的播出了…… 12

    时间：2013-11-28 关键词： 腾讯 更加 激烈 声音

  • 在MIDP应用程序中播放声音

    ■前言 在上一讲中我们讲述的是如何制作JAVA手机多媒体功能中的动画，本讲中我们将介绍如何制作JAVA手机的另一个多媒体功能——声音，即N800的音乐播放功能。若是在动画上再配以音乐播放功能，就能制作出具有丰富表现力的应用程序了。 ■音乐播放 现在我们利用MIDP应用程序播放音乐。但是，MIDP标准API不支持声音播放功能。机种不同，则声音播放方法也不同，所以每个厂商都会使用他们各自扩展的API。N800使用NEC扩展的API，所以能用MIDP应用程序播放声音。 ■N800的音乐播放功能 N800只能播放SMF(format0)格式的音乐数据，最大文件尺寸为10Kbyte。SMF格式即StandardMIDIFile的缩略语，就是为了能实现互换性而设定的文件形式，互换性是指在不同的应用程序中也具有能处理数据的特性。SMF分为format0和format1两种格式。N800所采用的是format0格式。这两种格式具有以下不同特点。（表1） 表1 ■播放音乐 接下来我们实际操作读取文件播放音乐的功能。 ●音乐数据的读取 利用扩展API上的Media类的static方法读取音乐数据。自变量中记述了音乐数据文件的通过。AudioClipaudio=Media.getAudioClip(“/test.mid”); 另外，能够从web上获得音乐数，并且能够从RMS中得到音乐数据。但，由于形式相同，这里就不特别讲述了。详细情况请参考扩展API文档。 ●播放 播放读取的音乐数据。使用AudioClip例子（在这称为audio）play方法播放。 audio.play(); 而且也能同时播放两个以上的音乐数据。此时，使用AudioClip例子（在这称为audio1、audio2）play方法播放。 audio1.play(); audio2.play(); 上述情况下能够同时播放audio1,audio2。 ●停止 能够暂停音乐的播放。使用AudioClip例子的stop方法能够停止。 audio.stop(); ●其他功能 AudioClip定义了读取其他音乐数据信息的方法和决定反复播放次数的方法。(表2) 表2 ■音频事件 音频演奏过程中，演奏开始时、停止时、结束时都会发生音频事件，能定义此时的处理。要定义音频事件发生时的处理，有必要安装AudioListener接口和记述audioAction方法内的处理。 然后，使用AudioClip对象的addAudioListener方法进入AudioListener。 publicclassAudioTestimplementsAudioListener{ /** *构造函数 **/ publicAudioTest(){ AudioClipaudio=Media.getAudioClip("/test.mid");//读取音乐数据 audio.addAudioListener(this);//注册audio事务监听器 } /** *音频事件的处理 **/ publicvoidaudioAction(AudioClipsound,intevent,intparam){ //记述处理 • • } } ex.1 记述处理的audioAction方法的自变量如下所示。 表3 此外，事件的种类（audioAction方法的自变量、事件）在AudioListener接口文件夹中定义如下。(表4) 表4 以下展示的是只播放音频数据的简单范例。 importjavax.microedition.lcdui.Display; importjavax.microedition.midlet.MIDlet; importjavax.microedition.midlet.MIDletStateChangeException; /** *音乐播放的简单范例 */ publicclassAudioextendsMIDlet{ Displaydisplay; AudioCanvascanvas; /** *构造函数 */ publicAudio(){ canvas=newAudioCanvas(); display=Display.getDisplay(this); } protectedvoidstartApp()throwsMIDletStateChangeException{ display.setCurrent(canvas); } protectedvoidpauseApp(){} protectedvoiddestroyApp(booleanarg0)throwsMIDletStateChangeException{} } importjavax.microedition.lcdui.*; importcom.nec.media.*; /** *音频canvas **/ publicclassAudioCanvas extendsCanvas implementsRunnable,CommandListener,AudioListener{ CommandSTART=newCommand("play",Command.OK,0); CommandSTOP=newCommand("stop",Command.OK,0); AudioClipa;//音乐数据 Threadth; /** *构造函数 **/ publicAudioCanvas(){ a=Media.getAudioClip("/_test.mid");//读取音乐数据 a.addAudioListener(this);//注册AudioListener this.addCommand(START); this.addCommand(STOP); this.setCommandListener(this); th=newThread(this); th.start(); } /** *音频事件的处理 */ publicvoidaudioAction(AudioClipsound,intevent,intparam){ if(sound==a){ if(event==AudioListener.AUDIO_COMPLETE){ sound.play(); } }[!--empirenews.page--] } /** *描绘处理 */ protectedvoidpaint(Graphicsg){ g.setColor(255,255,255); g.fillRect(0,0,getHeight(),getWidth()); g.setColor(0,0,0); g.drawString("MusicPlay?",50,52,Graphics.TOP|Graphics.LEFT); g.drawString( "channel="+a.getChannel(), 30, 64, Graphics.TOP|Graphics.LEFT); g.drawString( "lapsedtime="+a.getLapsedTime(), 30, 76, Graphics.TOP|Graphics.LEFT); g.drawString( "tempo="+a.getTempo(), 30, 88, Graphics.TOP|Graphics.LEFT); g.drawString( "time="+a.getTime(), 30, 100, Graphics.TOP|Graphics.LEFT); } /** *命令事件的处理 */ publicvoidcommandAction(Commandc,Displayabled){ System.out.println("test"); if(c.equals(START)){ a.play(); }elseif(c.equals(STOP)){ a.stop(); } } /** *线程的处理 *刷新查看 */ publicvoidrun(){ while(true){ repaint(); try{ Thread.sleep(500); }catch(Exceptione){ } } } } ex.2 接受表示音乐播放结束的事件后，根据明确的开始播放音乐菜单可以无限循环地播放音乐。下面的演示详细记述了上述例子中的audioAction方法，能够实现无限循环播放。（ex.3） /** *音频事件的处理 */ publicvoidaudioAction(AudioClipsound,intevent,intparam){ if(sound==a){ if(event==AudioListener.AUDIO_COMPLETE){ sound.play(); } } } ex.3 制作应用程序 接下来制作实际的发声应用程序。 本讲中制作的是简单的“泡泡龙”游戏。 ■游戏方法 移动小棒接住反弹的球使其不掉下去，使上方的彩球逐渐消失的游戏。彩球完全消失并清除后，球再落下则此游戏通过。 ■准备工作 准备游戏必备的图片和音效。 准备以下图片。 图1球的图片 图2小棒的图片 图3彩球的图片 ·背景音乐(bgm.mid) ·球反弹时的音效(ball.mid) ·彩球破碎时的音效(block.mid) ■设计 以下是状态连接图（図4） 本讲中为了简单化，在启动应用程序的同时立刻就启动游戏。形成游戏开始、球落下后游戏结束、全部清除彩球后游戏过关。 Figure4 ■制作应用程序 现在我们按照以下顺序制作应用程序。 1.类结构 2.变量、常量的定义 3.查看图片和音效 4.使图片运动 5.球的反弹 6.音乐的播放 1.类结构 下表内容是类结构。(表5) 表5 2.变量、常量的定义 将下面的应用变量、定量作为BlockCanvas例子的属性并定义。（ex.4） //状态设定 privateintstate;//状态 privatefinalintACTIVE=1; privatefinalintGAME_OVER=2; privatefinalintCLEAR=3; //彩球的设定 privatefinalintBLOCK_H=7;//彩球横向的个数 privatefinalintBLOCK_V=5;//彩球纵向的个数 privatefinalintBLOCK_WIDTH=getWidth()/BLOCK_H; privatefinalintBLOCK_HEIGHT=BLOCK_WIDTH/2; privatebooleanblock[][]=newboolean[BLOCK_H][BLOCK_V]; privateintblockCount;//彩球个数 //小棒的设定 privatefinalintBAR_HEIGHT=11; privatefinalintBAR_WIDTH=23; privateintbarX=0; privateintbarY=getHeight()-BAR_HEIGHT; privateintbarMovCodeExample=0; //球的设定 privatefinalintBALL_HEIGHT=10; privatefinalintBALL_WIDTH=10; privateintballX; privateintballY; privateintballMovCodeExample=5; privateintballMoveY=5; privateThreadth; //画面类 privateImagebarImg=null; privateImageballImg=null; privateImageblockImg=null; //音效类 privateAudioClipbgm;//Backgroundmusic privateAudioClipballSound;//Soundofbouncingball privateAudioClipblockSound;//Soundofdestroyingblocks ex.4 3.查看图片和音效 查看准备好的图片和音效。BlockCanvas的构造函数内分别读取小棒、球、彩球的图片。(ex.5) //读取图片 try{ barImg=Image.createImage("/bar.png"); ballImg=Image.createImage("/ball.png"); blockImg=Image.createImage("/block.png"); }catch(CodeExampleceptione){ e.printStackTrace(); } ex.5 能查看读取后的图片。 彩球在图中的分配为横7纵5，读取彩球图片并描画在画面中。用旗表示彩球的状态。保持原来的排列。将一个一个的彩球使用原来的排列并计算出坐标，安排在画面中。(ex.6) //查看彩球 g.setColor(0,0,255); for(inti=0;i for(intj=0;j[!--empirenews.page--] if(block[i][j]){ g.drawImage( blockImg, i*BLOCK_WIDTH, (j+1)*BLOCK_HEIGHT, Graphics.LEFT|Graphics.TOP); } } } ex.6 接着查看球和小棒。在paint方法中有以下叙述。(ex.7) //查看球 g.drawImage(ballImg,ballX,ballY,Graphics.LEFT|Graphics.TOP); //查看小棒 g.drawImage(barImg,barX,barY,Graphics.LEFT|Graphics.TOP); ex.7 图片安装完成后出现如下画面。 4.使图片运动 接下来使用线程和按键事件移动球和小棒。为了使用线程就得在AudioCanvas类中安装Runnable接口、记述run方法。使用球和小棒定义的移动速度分别变化球和小棒的坐标。此外，小棒的移动速度根据按键处理而变化。以下记述了run方法。(ex.8) /** *线程的运行处理 */ publicvoidrun(){ while(state==ACTIVE){ moveBall();//使球运动 moveBar();//移动小棒 repaint();//再次描画 try{ Thread.sleep(50); }catch(InterruptedCodeExampleceptione){ e.printStackTrace(); break; } } } /** //使球运动 */ publicvoidmoveBall(){ ballX+=ballMovCodeExample; ballY+=ballMoveY; } /** *移动小棒 */ publicvoidmoveBar(){ barX+=barMovCodeExample; //不能向画面外移动 if(barX<0){ barX=0; }elseif(barX+BAR_WIDTH>getWidth()){ barX=getWidth()-BAR_WIDTH; } } ex.8 以下表示的是按键处理。（ex.9） /***************************************** *按键处理 *****************************************/ /** *按按键时 */ protectedvoidkeyPressed(intkey){ if(state==ACTIVE){//正在运动 if(getGameAction(key)==Canvas.RIGHT){ barMovCodeExample=6; }elseif(getGameAction(key)==Canvas.LEFT){ barMovCodeExample=-6; } repaint(); }else{//停止运动后 //再次启动 this.initialize(); } } /** *释放按键时 */ protectedvoidkeyReleased(intkey){ barMovCodeExample=0; } ex.9 5.球的反弹 下面是球的反弹。 球的反弹形式有以下3种。 ·碰边壁后反弹 ·碰小棒后反弹 ·碰彩球后反弹 记述了每个moveBall方法。(ex.10) 碰彩球的反弹时 block[i][j]=false; blockCount--; 彩球立刻就破碎。彩球破碎后余下的彩球数量blockCount将有所减少。 另外，球掉落时，改变游戏状态后游戏结束。 /** //使球运动 */ publicvoidmoveBall(){ ballX+=ballMovCodeExample; ballY+=ballMoveY; //反弹 //碰边壁后反弹 if(ballX<0){ ballMovCodeExample*=-1; ballX=0; }elseif(getWidth() ballX=getWidth()-BALL_HEIGHT; ballMovCodeExample*=-1; } if(ballY<0){ ballMoveY*=-1; ballY=0; }elseif(ballY>getHeight()){//球落下后 //游戏结束 state=GAME_OVER; } //碰上小棒后反弹 if(ballY+BALL_HEIGHT>barY &&ballX+BALL_WIDTH>barX &&ballX ballMoveY*=-1; ballY=barY-BALL_HEIGHT; if(barMovCodeExample<0){ ballMovCodeExample-=2; }elseif(barMovCodeExample>0){ ballMovCodeExample+=2; } } //碰上彩球后反弹 for(inti=0;i for(intj=0;j if(block[i][j]){ if(ballX+BALL_WIDTH>i*BLOCK_WIDTH &&ballX<(i+1)*BLOCK_WIDTH){ if(ballY+BALL_HEIGHT>(j+1)*BLOCK_HEIGHT &&ballY<(j+2)*BLOCK_HEIGHT){ //清除彩球 block[i][j]=false; blockCount--; ballMoveY*=-1;} } } } } } } ex.10 碰小棒后反弹情况如下所示：向右按键时，球就会让右方快速移动，反之，向左按键时，球则向左方快速移动。(ex.11) if(barMoveX<0){ ballMoveX-=2; }elseif(barMoveX>0){ ballMoveX+=2; } ex.11 ·清除检查 至此安装完毕游戏就有雏形了。但是，在现在的程序中即使彩球全部消失，游戏也不能清除。那么，球与彩球相撞时，数出彩球的剩余数。当该数值为0时，则游戏清除。以下记述的是该处理。（ex.12） //清除彩球 block[i][j]=false; blockCount--; ballMoveY*=-1; //播放音效 blockSound.play(); //检查游戏清除 if(blockCount==0){ state=CLEAR; } ex.12 6.音乐播放 在本讲中的泡泡龙游戏的应用程序中最好使用BGM和音效。游戏开始的同时演奏BGM，音效则是球在碰壁、碰小棒反弹时，以及彩球破碎时才播放的。 ·读取 用BlockApplication构造函数读取音乐数据。而且，这里的BGM能够循环播放，所以可以使用音频事件处理。（ex.13） [!--empirenews.page--]//声音数据的读取 bgm=Media.getAudioClip("/bgm.mid");//背景音乐 ballSound=Media.getAudioClip("/ball.mid");//球反弹后的音效 blockSound=Media.getAudioClip("/block.mid");//球破碎的音效 bgm.addAudioListener(this);//增加AudioListener ex.13 ·播放 读取音乐数据后，接下来进行播放。BGM在游戏开始的同时能够播放，所以在AudioCanvas类的start方法中记述播放处理并能够播放出来。 球的音效：用moveBall方法进行下面反弹判断时，能够播放音效。（ex.14） //反弹 //碰边壁后反弹 if(ballX<0){ ballMoveX*=-1; ballX=0; //播放音效 ballSound.play(); }elseif(getWidth() ballX=getWidth()-BALL_HEIGHT; ballMoveX*=-1; //播放音效 ballSound.play(); } if(ballY<0){ ballMoveY*=-1; ballY=0; //播放音效 ballSound.play(); }elseif(ballY>getHeight()){//球落下后 //游戏结束 state=GAME_OVER; } //碰上小棒反弹 if(ballY+BALL_HEIGHT>barY &&ballX+BALL_WIDTH>barX &&ballX ballMoveY*=-1; ballY=barY-BALL_HEIGHT; if(barMoveX<0){ ballMoveX-=2; }elseif(barMoveX>0){ ballMoveX+=2; } //播放音效 ballSound.play(); } ex.14 彩球的音效：用moveBall方法判定彩球的碰撞时，如下记述并能够播放。(ex.15) //碰上彩球后反弹 for(inti=0;i for(intj=0;j if(block[i][j]){ if(ballX+BALL_WIDTH>i*BLOCK_WIDTH &&ballX<(i+1)*BLOCK_WIDTH){ if(ballY+BALL_HEIGHT>(j+1)*BLOCK_HEIGHT &&ballY<(j+2)*BLOCK_HEIGHT){ block[i][j]=false; ballMoveY*=-1; //播放音效 blockSound.play(); } } } } } ex.15 ■完成 下面是实际制作的程序一式。(BlockApplication.zip) 运行结果如下所示。 游戏进行中游戏结束 游戏结束 总结 在本讲的讲解中能够自由播放音乐数据了。因此，能够制作成创造性的应用程序。但是，扩展应用程序时，不能保存高分、数据等。在下讲我们将学习如何使用固定存储器保存数据的方法。 查看png格式的画面文件 播放smf格式的音乐文件 http通信，socket通信 逆光、双感光板控制 Sprite功能 ImageMap功能 各种各样的制图扩展功能 ３Ｄ引擎 由于N820具有256Kbyte的较大存储空间，所以能制作容量稍大、自由度较高的手机应用程序。另外，也能制作对应http、socket通信的自由度较高网络应用程序。因此，也能够搭载3D引擎、3D描画。而且还能安装N800对应的Sprite功能、ImageMap功能的描画功能。 ■与N800的比较 下表是N800和N820的比较。（表6） 项目N800N820 显示屏尺寸180x162(纵x横)255x240(纵x横) JAD文件尺寸最大2KB最大2KB JAR文件尺寸最大50KB最大1MB RMS尺寸最大10KB最大10KB 记录存储数量最大3records最大3records 通信协议只有httpHTTPandsocket 画像文件PNGPNG 音乐文件SMF(format0)最大10KbyteSMF(format0)最大10Kbyte 表6 ■NECN820Application模拟器 下面是模拟N820工作的模拟器，称为「NEC820ApplicationEmulator」。与以前我们所介绍的「NECN800ApplicationEmulator」在外观上没有什么区别。（図5） 图5 打开模拟器，就是现在的手机画面表示。与N800相比，手机设计多少有些变化，手机的内显示屏变大了。下图是用N820ApplicationEmulator制作的“泡泡龙”游戏画面。“泡泡龙”游戏由于是假定在N800的屏幕上应用的。因此画面尺寸要比N820中的内屏尺寸稍小。因此，彩球之间存有空隙。（図6） 図6 ■总结 N820的优点是具有256Kbyte的大容量存储空间，而且使用3D图表引擎、3D图表应用程序、能够制作成对应socket通信的TCP/IP网络应用程序。对于应用开发者而言，N820是一部制作JAVA应用程序非常有价值的终端。对于寻求高级机种的用户而言，应该是一部高精细画面、高功能的极大满足用户需要的终端。今后N820的用户应该会大幅度增加的。                                        

    时间：2012-05-04 关键词： 播放 电源技术解析 应用程序 声音 midp

  • 基于 DSP声音采集系统的硬件设计过程和方法

    声音信号无处不在，同时也包含着大量的信息。在日常的生产生活中，我们分析声音信号，便可以简化过程，得到我们想要的结果。随着 DSP芯片的性价比不断攀升，使 DSP得以从军用领域拓展到民用领域，由于 TI公司 DSP5000系列强大的音频压缩能力，语音应用得到了较大的发展。因此，基于 DSP的声音采集系统的设计与开发具有重要的现实意义。 1系统总体介绍 该系统主要应用于工业生产中，通过采集的声音信号与数据库中的数据相比较，来检测生产设备的运行状态等。本系统主要分为以下几个部分：电平转换电路、 AD转换电路、静态存储与动态存储、USB接口以及 JTAG部分。 该系统通过采集声音信号来检测器械的裂纹、密合度等。将 DSP高速处理数字信号的能力与 USB高速传输数据的能力结合起来，使其服务于工业生产，是该系统的主要设计目的。系统选用了 TI公司的TMS320VC5402作为该块 PCB的 CPU，并将 Philips公司的 PDIUSBD12作为接口芯片，使用 USB1.1协议进行 DSP与电脑的通信。 2硬件设计思想人类可以听到的声音信号是范围在 20-20kHz的模拟信号，所以首先需要传感器接收该声音信号，接着需要进行转换，使声音信号由模拟信号变为数字信号。之后通过分析噪声产生的原因和规律，利用被测信号的特点和相干性，检测被覆盖的声音信号。在检测方法上有频域信号的相干检测、时域信号的积累平均、离散信号的计数技术、并行检测等方法。 由于 5402片内的 ROM和 DRAM资源有限，所以该系统需要外部存储设备，本设计选择一片 SRAM作为静态存储器，一片 FLASH作为动态存储设备。5402的 CPU电压为 3.3伏，外设电压为 1.8伏，所以该系统还需要一个供电的电源模块，可以将一般的输入电压 5伏转化为 3.3与 1.8伏的电压为 DSP供电，该 5V电压还可为除 DSP以外的其他设备供电。 DSP与计算机的通信，通常采用 USB、RS232、PCI或 ISA卡等方式。RS232的主要缺点是：速度慢，不支持热插拔； PCI与 ISA卡的主要缺点是：受计算机卡槽数量、地址等资源的限制，可扩展性差。而利用 USB通讯的主要优点，便是传输速度快，支持热插拔，占用资源少，可扩展性强。该设计利用 USB接口芯片直接与 DSP相连，通过 DSP的程序实现 USB的协议，最大的优点就是可以保障数据交换的速度。综上，在本系统中，几个基本环节就是：电平转换电路：将 5V电源转换为 3.3V与 1.8V，分别为 DSP芯片的片上外设以及 CPU供电； AD信号转换电路：将传感器接收到的模拟信号转换为数字信号，供 DSP进行处理；信号的存储电路：储存 DSP处理的信号；信号传输电路：将经过处理的信号上传至电脑；仿真电路：用于测试 DSP芯片。整体架构如图 1所示。 3模块介绍 3.1 DSP 1、 DSP技术简介 数字信号处理器，简称 DSP，是专业进行信号处理的芯片，目前在通信、自控领域具有广泛的应用。在信息资源大大丰富的今天，数字化程度已经越来越高。而 DSP作为这一技术的重要组成部分，对我们的生活已经产生了越来越深刻的影响。自从 1978年 AMI公司发布了“单处理设备”开始，从基于 Harvard结构但使用不同数据与程序总线的第一代通用DSP，到进行了改进的第二代增强型通用DSP，再到包含了 GPP结构的第三代DSP，今天的DSP的发展趋势已经趋向于混合结构，DSP产品与计算机之间的差别已经越来越模糊。在数字化时代背景下，DSP已成为各种电子产品等领域的基础器件，而其在电机控制、声音识别与图像识别领域中的应用则是更为广泛。 2、声音采集系统中采用的 DSP 本系统中 DSP采用的是 TI公司的 TMS320VC5402（以下简称 5402），其操作速率达 100 MIPS，由于其具有改进的哈佛结构，所以它可以在一个指令周期内完成 32x32bit的乘法，亦可以迅速完成数学运算最常用的乘加运算。它有 4条地址总线、3条 16位数据存储器总线和 1条程序存储器总线， 40位算术逻辑单元 (AIU)，一个 17×17乘法器和一个 40位专用加法器。8个辅助寄存器及一个软件栈，允许使用最先进的定点 DSP的 C语言编译器，内置可编程等待状态发生器、锁相环(PLL)时钟产生器、两个多通道缓冲串行口、一个 8位并行与外部处理器通信的 HPI口、2个 16位定时器以及 6通道 DMA控制器，特别适合电池供电设备． 3.2电平转换电路 电平转换电路，顾名思义，就是将电源供电的电压转换为适合芯片工作的电压。由于 5402的核电压与片上外设电压不同，而且整个电路需要的电压并不能由电源直接提供，所以电平转换电路可以说是整个电路工作的动力，为各个元器件提供适合其工作的条件。 在该电路中，电源芯片使用的是 TI公司的 TPS767D301(以下简称 D301)。D301是一款可以使不同电压分别输出的芯片，可输出 3.3V和介于 1.5-5.5V之间的某一调整后的电压。因为 5402的外设电压是 3.3V，核电压为 1.8V，所以在此设计中，将该芯片的输出设定为 3.3V和 1.8V，与 5402匹配。连接图如图 2所示。 在 1OUT的输出部分 Vo=Vref×（1+R1/R2），在 D301中，Vredf=1.1834V，所以 Vo=1.1834V×（1+15.8/30.1）=1.8V。 3.3 AD转换 本设计中选用的 AD转换芯片是 TI公司的TLC320AD50C。该芯片的采样采用ΣΔ技术，即将一个抽样滤波器放置于 ADC后，将一个差值滤波器放置在 DAC前。这种结构的最大特点就是使系统可同时进行接收、发送任务。 TLC320AD50C可实现高采样率（最高可达 22.5kb/s）的 AD/DA转换，该功能由 2个 16位的同步串行转换通道实现，可直接和 DSP连接进行通信。 TLC320AD50C中的可选项和电路配置可以通过串行口进行编程，该芯片对掉电、复位、信号采样率、串行时钟率、增益控制、通信协议、测试模式等可通过串行口进行编程和电路配置。具体连接如图 3： [!--empirenews.page--] 片外复位电路提供上电复位，晶振电路可提供 10MHz的主时钟频率，数据采样频率和其他时钟信号均由此频率分配。5402与 AD50C之间的通信格式为主串行通信格式：接收和发送转换信号。 3.4  存储采集到声音信号后，一个很重要的环节就是声音信号的存储，本系统中我们采用的是SST公司的 FLASH存储器： SST39VF400A。该器件存储容量为 4 MB，采用 3.3 V单电源供电，对各个子模块的读写和擦除，可通过一些特殊的命令字序列来实现且无需额外提供高电压。在此设计中我们利用 DSP编程实现对该存储器的读写操作。 DSP主要通过外部存储器接口 (EMIF)访问片外存储器。它不仅具有很强的接口能力(可以和各种存储器直接接口)，而且具有很高的数据吞吐能力。 5402与 SST39VF400的接口电路设计如图 1所示。该电路主要通过 DSP的相关输出管脚来控制 FLASH的擦除和读写。其中，A0～A19为地址线，DQ0～DQ15为数据线，OE和 WE分别为输出使能和写使能， CE1为片使能。 声音信号经过 AD转换器以后传输给 DSP，由 DSP的 PS和 DS引脚通过逻辑开关来分别控制 flash和 sram的使能端，由 DSP的 RW和 MSTRB控制位通过逻辑电路分别控制读和写。 在本设计中，SRAM使用的是 GS1117：64K×16的 1MB异步静态随机存储器。 GS71116是一个由高速的互补性金属氧化物半导体晶体管（ CMOS）组成的静态随机存储器，不需要外部时钟或时间频闪观测器。 3.3V的操作电压，所有的输入输出均兼容晶体管逻辑电路（TTL）。它的快速通道时间小于 15ns，操作电流小于 100mA。 3.5 USB PDIUSBD12是一款带并行总线的 USB 接口器件，它符合通用串行总线 USB 1.1 版规范，集成了 SIE、FIFO、存储器收发器以及电压调整器等，可与任何外部微控制器或微处理器实现高速并行接口 2M字节/秒，且在批量模式和同步模式下均可实现 1M字节/秒的数据传输速率，可通过软件控制与 USB 的连接，采用 GoodLink技术的连接指示器 ,在通讯时使 LED 闪烁，具有可编程的时钟频率输出，内部上电复位和低电压复位电路，为双电源操作，在 3.3±0.3V或扩展的 5V电源下均可使用，可实现多中断模式的批量和同步传输。连接图如图 4： 3.6 JTAG JTAG是 joint test action group的简称，是用来调试 DSP的仿真部分，其连接部分要和仿真器上的引脚一致。TI公司的DSP5000系列专门预留有JTAG管脚，共14个， 4,8,10,12引脚均接地，6引脚悬空，5接高平电压3.3V，所有的仿真引脚均使用 IEEE1149.1标准，其余的引脚含义为【5】：1、TMS：输入引脚，选择测试方式；2、TRST：输入引脚，测试复位；3、TDI：输入引脚，测试数据输入；7、TDO：输出引脚，在 TCK的下降沿时输出数据，其余时间呈高阻态；9、TCK_RET：输入引脚，在板子与仿真器的连接电缆不小于 6英寸的时候，接法与 TCK相同，大于 6英寸的时候，需另加驱动；11、TCK：输入引脚，测试时钟，一般为占空比为50%的固有时钟信号；13、EMU0：仿真中断引脚0，可用作输入或输出；14、EMU1：仿真中断引脚1，可用作输入或输出，当 TRST为低电平、EMU0为高电平时，EMU1为低电平，所有输出禁止。 4结论 通过这个声音采集系统，我们可以把无形的声音信号转化为图形进行处理，可以观察它的波形特点进行研究、工业生产等等。而在设计其他的 DSP应用系统接口电路时，要根据具体情况综合考虑性能指标、器件选取、外围电路设计等方面，仔细选取器件，精心合理布局，才能达到理想的设计效果。 本文作者创新点：根据硬件电路的设计逻辑给出了画 PCB的过程，介绍了基于 DSP声音采集系统的硬件设计过程和方法。

    时间：2012-01-12 关键词： 系统 DSP 方法 硬件 采集 电源技术解析 基于 设计 过程 声音

  • 基于 DSP声音采集系统的硬件设计过程和方法

    声音信号无处不在，同时也包含着大量的信息。在日常的生产生活中，我们分析声音信号，便可以简化过程，得到我们想要的结果。随着 DSP芯片的性价比不断攀升，使 DSP得以从军用领域拓展到民用领域，由于 TI公司 DSP5000系列强大的音频压缩能力，语音应用得到了较大的发展。因此，基于 DSP的声音采集系统的设计与开发具有重要的现实意义。 1系统总体介绍 该系统主要应用于工业生产中，通过采集的声音信号与数据库中的数据相比较，来检测生产设备的运行状态等。本系统主要分为以下几个部分：电平转换电路、 AD转换电路、静态存储与动态存储、USB接口以及 JTAG部分。 该系统通过采集声音信号来检测器械的裂纹、密合度等。将 DSP高速处理数字信号的能力与 USB高速传输数据的能力结合起来，使其服务于工业生产，是该系统的主要设计目的。系统选用了 TI公司的TMS320VC5402作为该块 PCB的 CPU，并将 Philips公司的 PDIUSBD12作为接口芯片，使用 USB1.1协议进行 DSP与电脑的通信。 2硬件设计思想人类可以听到的声音信号是范围在 20-20kHz的模拟信号，所以首先需要传感器接收该声音信号，接着需要进行转换，使声音信号由模拟信号变为数字信号。之后通过分析噪声产生的原因和规律，利用被测信号的特点和相干性，检测被覆盖的声音信号。在检测方法上有频域信号的相干检测、时域信号的积累平均、离散信号的计数技术、并行检测等方法。 由于 5402片内的 ROM和 DRAM资源有限，所以该系统需要外部存储设备，本设计选择一片 SRAM作为静态存储器，一片 FLASH作为动态存储设备。5402的 CPU电压为 3.3伏，外设电压为 1.8伏，所以该系统还需要一个供电的电源模块，可以将一般的输入电压 5伏转化为 3.3与 1.8伏的电压为 DSP供电，该 5V电压还可为除 DSP以外的其他设备供电。 DSP与计算机的通信，通常采用 USB、RS232、PCI或 ISA卡等方式。RS232的主要缺点是：速度慢，不支持热插拔； PCI与 ISA卡的主要缺点是：受计算机卡槽数量、地址等资源的限制，可扩展性差。而利用 USB通讯的主要优点，便是传输速度快，支持热插拔，占用资源少，可扩展性强。该设计利用 USB接口芯片直接与 DSP相连，通过 DSP的程序实现 USB的协议，最大的优点就是可以保障数据交换的速度。综上，在本系统中，几个基本环节就是：电平转换电路：将 5V电源转换为 3.3V与 1.8V，分别为 DSP芯片的片上外设以及 CPU供电； AD信号转换电路：将传感器接收到的模拟信号转换为数字信号，供 DSP进行处理；信号的存储电路：储存 DSP处理的信号；信号传输电路：将经过处理的信号上传至电脑；仿真电路：用于测试 DSP芯片。整体架构如图 1所示。 3模块介绍 3.1 DSP 1、 DSP技术简介 数字信号处理器，简称 DSP，是专业进行信号处理的芯片，目前在通信、自控领域具有广泛的应用。在信息资源大大丰富的今天，数字化程度已经越来越高。而 DSP作为这一技术的重要组成部分，对我们的生活已经产生了越来越深刻的影响。自从 1978年 AMI公司发布了“单处理设备”开始，从基于 Harvard结构但使用不同数据与程序总线的第一代通用DSP，到进行了改进的第二代增强型通用DSP，再到包含了 GPP结构的第三代DSP，今天的DSP的发展趋势已经趋向于混合结构，DSP产品与计算机之间的差别已经越来越模糊。在数字化时代背景下，DSP已成为各种电子产品等领域的基础器件，而其在电机控制、声音识别与图像识别领域中的应用则是更为广泛。 2、声音采集系统中采用的 DSP 本系统中 DSP采用的是 TI公司的 TMS320VC5402（以下简称 5402），其操作速率达 100 MIPS，由于其具有改进的哈佛结构，所以它可以在一个指令周期内完成 32x32bit的乘法，亦可以迅速完成数学运算最常用的乘加运算。它有 4条地址总线、3条 16位数据存储器总线和 1条程序存储器总线， 40位算术逻辑单元 (AIU)，一个 17×17乘法器和一个 40位专用加法器。8个辅助寄存器及一个软件栈，允许使用最先进的定点 DSP的 C语言编译器，内置可编程等待状态发生器、锁相环(PLL)时钟产生器、两个多通道缓冲串行口、一个 8位并行与外部处理器通信的 HPI口、2个 16位定时器以及 6通道 DMA控制器，特别适合电池供电设备． 3.2电平转换电路 电平转换电路，顾名思义，就是将电源供电的电压转换为适合芯片工作的电压。由于 5402的核电压与片上外设电压不同，而且整个电路需要的电压并不能由电源直接提供，所以电平转换电路可以说是整个电路工作的动力，为各个元器件提供适合其工作的条件。 在该电路中，电源芯片使用的是 TI公司的 TPS767D301(以下简称 D301)。D301是一款可以使不同电压分别输出的芯片，可输出 3.3V和介于 1.5-5.5V之间的某一调整后的电压。因为 5402的外设电压是 3.3V，核电压为 1.8V，所以在此设计中，将该芯片的输出设定为 3.3V和 1.8V，与 5402匹配。连接图如图 2所示。 在 1OUT的输出部分 Vo=Vref×（1+R1/R2），在 D301中，Vredf=1.1834V，所以 Vo=1.1834V×（1+15.8/30.1）=1.8V。 3.3 AD转换 本设计中选用的 AD转换芯片是 TI公司的TLC320AD50C。该芯片的采样采用ΣΔ技术，即将一个抽样滤波器放置于 ADC后，将一个差值滤波器放置在 DAC前。这种结构的最大特点就是使系统可同时进行接收、发送任务。 TLC320AD50C可实现高采样率（最高可达 22.5kb/s）的 AD/DA转换，该功能由 2个 16位的同步串行转换通道实现，可直接和 DSP连接进行通信。 TLC320AD50C中的可选项和电路配置可以通过串行口进行编程，该芯片对掉电、复位、信号采样率、串行时钟率、增益控制、通信协议、测试模式等可通过串行口进行编程和电路配置。具体连接如图 3： [!--empirenews.page--] 片外复位电路提供上电复位，晶振电路可提供 10MHz的主时钟频率，数据采样频率和其他时钟信号均由此频率分配。5402与 AD50C之间的通信格式为主串行通信格式：接收和发送转换信号。 3.4  存储采集到声音信号后，一个很重要的环节就是声音信号的存储，本系统中我们采用的是SST公司的 FLASH存储器： SST39VF400A。该器件存储容量为 4 MB，采用 3.3 V单电源供电，对各个子模块的读写和擦除，可通过一些特殊的命令字序列来实现且无需额外提供高电压。在此设计中我们利用 DSP编程实现对该存储器的读写操作。 DSP主要通过外部存储器接口 (EMIF)访问片外存储器。它不仅具有很强的接口能力(可以和各种存储器直接接口)，而且具有很高的数据吞吐能力。 5402与 SST39VF400的接口电路设计如图 1所示。该电路主要通过 DSP的相关输出管脚来控制 FLASH的擦除和读写。其中，A0～A19为地址线，DQ0～DQ15为数据线，OE和 WE分别为输出使能和写使能， CE1为片使能。 声音信号经过 AD转换器以后传输给 DSP，由 DSP的 PS和 DS引脚通过逻辑开关来分别控制 flash和 sram的使能端，由 DSP的 RW和 MSTRB控制位通过逻辑电路分别控制读和写。 在本设计中，SRAM使用的是 GS1117：64K×16的 1MB异步静态随机存储器。 GS71116是一个由高速的互补性金属氧化物半导体晶体管（ CMOS）组成的静态随机存储器，不需要外部时钟或时间频闪观测器。 3.3V的操作电压，所有的输入输出均兼容晶体管逻辑电路（TTL）。它的快速通道时间小于 15ns，操作电流小于 100mA。 3.5 USB PDIUSBD12是一款带并行总线的 USB 接口器件，它符合通用串行总线 USB 1.1 版规范，集成了 SIE、FIFO、存储器收发器以及电压调整器等，可与任何外部微控制器或微处理器实现高速并行接口 2M字节/秒，且在批量模式和同步模式下均可实现 1M字节/秒的数据传输速率，可通过软件控制与 USB 的连接，采用 GoodLink技术的连接指示器 ,在通讯时使 LED 闪烁，具有可编程的时钟频率输出，内部上电复位和低电压复位电路，为双电源操作，在 3.3±0.3V或扩展的 5V电源下均可使用，可实现多中断模式的批量和同步传输。连接图如图 4： 3.6 JTAG JTAG是 joint test action group的简称，是用来调试 DSP的仿真部分，其连接部分要和仿真器上的引脚一致。TI公司的DSP5000系列专门预留有JTAG管脚，共14个， 4,8,10,12引脚均接地，6引脚悬空，5接高平电压3.3V，所有的仿真引脚均使用 IEEE1149.1标准，其余的引脚含义为【5】：1、TMS：输入引脚，选择测试方式；2、TRST：输入引脚，测试复位；3、TDI：输入引脚，测试数据输入；7、TDO：输出引脚，在 TCK的下降沿时输出数据，其余时间呈高阻态；9、TCK_RET：输入引脚，在板子与仿真器的连接电缆不小于 6英寸的时候，接法与 TCK相同，大于 6英寸的时候，需另加驱动；11、TCK：输入引脚，测试时钟，一般为占空比为50%的固有时钟信号；13、EMU0：仿真中断引脚0，可用作输入或输出；14、EMU1：仿真中断引脚1，可用作输入或输出，当 TRST为低电平、EMU0为高电平时，EMU1为低电平，所有输出禁止。 4结论 通过这个声音采集系统，我们可以把无形的声音信号转化为图形进行处理，可以观察它的波形特点进行研究、工业生产等等。而在设计其他的 DSP应用系统接口电路时，要根据具体情况综合考虑性能指标、器件选取、外围电路设计等方面，仔细选取器件，精心合理布局，才能达到理想的设计效果。 本文作者创新点：根据硬件电路的设计逻辑给出了画 PCB的过程，介绍了基于 DSP声音采集系统的硬件设计过程和方法。

    时间：2012-01-12 关键词： 系统 DSP 方法 硬件 采集 电源技术解析 基于 设计 过程 声音

  • MPEG声音编码的单片DSP实现

    1　MPEG声音编码原理      MPEG声音编码是一种基于人耳听觉特性的子带声音编码算法，它属于一种感觉声音编码方法.感觉声音编码算法的基本结构如图1所示.根据编码器着重于频率分辨率还是时间分辨率，可分为子带编码器和变换编码器.MPEG声音第2层编码算法在频域上把声音信号划分为32个子带，属于一种子带编码器.在图1中，时频映射也称滤波器组，用于把输入的声音信号映射成亚抽样的频率分量.根据使用的滤波器组的性质，即滤波器组在频域的分辨率的大小，这些频率分量又可叫做子带样值或频率线.          (a)  　　                                                  (b) 　　图1　感觉声音***结构框图     滤波器的输出或者与滤波器组并行的时频变换的输出，提供给心理声学模型以估计时间相关的声音掩蔽门限.心理声学模型使用了人们所知的同时掩蔽效应，包括有调音的掩蔽特性和无调音的掩蔽特性.如果使用声音的前后掩蔽效应，还可进一步提高掩蔽门限估计的准确性.子带样值或频率线按照尽量保证量化噪声的频谱处于掩蔽门限以下的准则进行量化和编码，这样能保证被人耳感知的量化引入的噪声最小.根据对复杂度的要求，可以使用块压扩或熵编码的分析合成方法.     帧打包把量化编码的输出和相关边信息按照规定的格式组合起来，以便供***使用.     2　编码质量和DSP速度     单片ADSP-2181实现MPEG声音编码关键需要解决两个问题：一是如何保证声音编码质量；其次是如何充分利用DSP的运算速度.而这两个问题往往又是一对矛盾，需要找到其最佳结合点.     一般而言，决定MPEG声音编码器的优劣主要是声学模型的好坏.但是，对于使用单片16bit定点DSP的应用而言，这个结论就不再适用了.分析表明，此时有限字长效应对编码质量的影响成了主要矛盾.特别是分析滤波器组，截尾效应竟带来了33倍于16bitAD转换量化误差的噪声，而窗系数的有限长度表示则使本来高达96dB旁瓣衰减的滤波器响应降低到不到70dB.因此，要保证声音编码质量，分析滤波器组算法必须进行精度扩展.     关于速度问题，首先想到的是使用快速算法，我们也尝试了在子带滤波中使用快速算法［4］. 但是，实践证明，这些快速算法使用在DSP上效果并不理想，其原因有以下3条：（1）只考虑了加法和乘法的次数，而对附值、寻址等操作毫不关心，但对所有指令都是单周期的DSP而言，乘法和加法的次数相对其他操作并不显得特别重要；（2）没有考虑DSP的硬件特点，其算法不能充分发挥DSP的乘累加器（MAC）并行处理的能力；（3）ADSP-2181是为16位算法操作优化的，在需要精度扩展的情况下，运算量将以数量级的速度急剧增加.     基于以上质量和速度要求的分析，我们选用了适合DSP乘累加指令的多相结构滤波器组实现方式，且采用基于MAC结构的精度扩展方法，较好地解决了编码质量和DSP速度之间的矛盾.另外，对抽样数据的输入方式、心理声学模型、比例因子编码都进行了适于ADSP-2181的改进，减少了运算量，保证了实时性.     3　算法的软件设计     软件设计是MPEG声音编码的单片DSP实现的核心，编码质量和速度的要求都需要通过精心设计DSP软件才能实现.     (1)基于MAC结构的精度扩展　MPEG声音编码的分析滤波器组可以有许多种实现方式，多相结构是MPEG标准推荐的一种，其数学表示为     (1)      (2)      分析表明，对Yk进行双字扩展可将截尾效应带来的噪声降低33倍.但是，考虑到ADSP-2181只支持16bit的乘累加运算，需要对式（1）进行转化，即      (3)　 Yk=HYk+2-16LYk　      这样，就可利用DSP的乘累加器结构，运算量只增加约1倍，存储量只增加64个字.                   　　     (2)输入数据的组织　输入数据的组织不但要考虑方便地从数模转换器取得声音原始数据，还要考虑输入数据在片内数据RAM的存储适合作为多相滤波器组和声学模型的FFT运算的输入.多相滤波器组每次移入32个新的声音数据，移出32个旧的样值，操作如下：           Xi=Xi-32，i=511,510,…,32           Xi=next-input-audio-sample，i=31,30,…,0[!--empirenews.page--]     然而ADSP-2181并不适于实现数据的移动，每个赋值运算需要两个指令才能完成，每次分析滤波操作需要1024个指令周期.如果利用ADSP-2181的多通道自动缓冲串口及间接寻址能力，适当地组织输入声音数据，就可利用滑动窗的方法实现数据的移入和移出，如图2所示.                                 图2　多相滤波的滑动窗技术     为了保证帧边界处理的连续性，输入数据缓存应该设计成圆缓冲的形式，其长度应能存储两帧声音输入数据.当DSP在处理一帧数据时，输入数据可以缓冲到另一帧.这样，数据移动的开销就节约了.同时，输入数据的组织还要利于声学模型的FFT运算，FFT需要利用ADSP-2181的地址反转寻址模式.由于FFT计算和输入数据的缓存是同时进行的，所以FFT计算的指针需要地址反转，而输入缓冲的指针却不能地址反转，否则会导致输入声音数据排列混乱.ADSP-2181提供这种能力，它的第一地址指针组I0，I1，I2，I3有地址反转能力，而第二地址指针组I4，I5，I6，I7却不受地址反转模式的影响.所以从第二地址指针组中选择指针进行输入缓冲，从第一地址指针组中选择指针进行FFT计算.     (3)声学模型的改进　用DSP实现心理声学模型的一个难题是其中有大量的对数运算，虽然可以用多项式逼近求得其近似值，但是其巨大的运算量说明这不是一个明智的选择.在改进的心理声学模型中，FFT运算后并不立即换算到对数域，而是用分段折线逼近线性域的掩蔽效应曲线.为简单起见，使用与标准一致的分段方法.逼近采用取指数的多项式展开的一次项的方法，这种方法虽然比较粗糙，但正如前面分析的那样，声学模型在16bit定点实现时不是主要矛盾，因而还是可以接受的.     得到掩蔽门限以后，为计算信掩比供比特分配使用，还是需要从线性域转换到对数域.这时，我们采用一种利用ADSP-2181移位器的近似计算方法.通过EXP指令，可以提取2进制补码小数的指数，对能量而言又有1bit约3dB.因而指数值乘3就近似得到该补码小数的dB值，尾数部分的影响忽略不计.     (4)比例因子的编码　MPEG声音编码标准中一共给出了63个比例因子，但是并不是所有这些比例因子都可以用16bit的2进制数表示.如果用双字进行精度扩展，在量化时又将面临双字除法的巨大开销，因此，只使用其中可以用16bit的2进制补码小数精确表示的子集，即序号为3的倍数且小于等于45的比例因子. 采用比例因子子集后，比例因子编码就可以不再通过比较的方法得到，而可以直接通过计算子带最大幅度的指数获得，简化了比例因子的编码.     (5)软件仿真结果　结合上述各项算法改进，根据ADSP-2181的特点和MPEG标准，用AD公司的开发软件进行了软件仿真.表1列出了仿真得到的各个模块对运算量和存储量要求进行的估算结果.仿真在抽样率为48kHz，编码模式为立体声，输入信号为频率为1kHz的正弦波，输出码率为 192kbit/s的情况下进行. 由表1可知，ADSP-2181的性能得到了较充分的利用.仿真结果表明，在以上的条件下，解码输出的信噪比可达80dB左右.可见，所作的算法改进是比较有效的.     表1　各模块的运算量和存储量要求     运算量/(106指令/s) 程序存储量/103字数据存储量/103字 子带滤波 18 3.0 6.5 声学模型 103.5 1.5 比特分配和量化 2 2.0 — 格式化比特流 1 0.5 1.0     4　硬件设计     硬件结构框图如图3所示.各模块的基本功能如下：                          　　     DSP核：除完成所有编码算法以外，还要完成对模数转换电路的初始化配置；通过辅助控制电路选择抽样时钟，通过接口电路接受主机的编码参数.     辅助控制电路：由FPGA及附属电路实现，完成时钟的产生、FIFO状态的监测、地址译码等功能.      输出缓冲：编码码流的暂时存储区，同时提供完全异步的输出接口方式.在需要实现图象声音唇形同步的应用中特别有用.     外部存储器：包括BDMA空间、I/O空间.     模数转换电路：完成声音的数字化，直接与DSP的串口0连接.抽样频率由外部提供的256倍抽样时钟的频率决定，正常工作前需要进行初始化.     接口电路：接口电路分为两部分，一部分是编码输出接口，另一部分是与主机连接的接口.主机接口使用RS232接口芯片完成DSP串口1与主机串口的连接，DSP使用中断和内部计时器实现异步串型通信.     上述方案已经在“九五”科技攻关项目中实现，实时编解码的声音通过了主观测试.

    时间：2011-01-06 关键词： DSP mpeg 编码 单片 实现 电源技术解析 声音

  • 采用DSP的声音采集系统硬件原理及设计

    声音信号无处不在，同时也包含着大量的信息。在日常的生产生活中，我们分析声音信号，便可以简化过程，得到我们想要的结果。随着 DSP芯片的性价比不断攀升，使 DSP得以从军用领域拓展到民用领域，由于 TI公司 DSP5000系列强大的音频压缩能力，语音应用得到了较大的发展。因此，基于 DSP的声音采集系统的设计与开发具有重要的现实意义。1系统总体介绍该系统主要应用于工业生产中，通过采集的声音信号与数据库中的数据相比较，来检测生产设备的运行状态等。本系统主要分为以下几个部分：电平转换电路、 AD转换电路、静态存储与动态存储、USB接口以及 JTAG部分。该系统通过采集声音信号来检测器械的裂纹、密合度等。将 DSP高速处理数字信号的能力与 USB高速传输数据的能力结合起来，使其服务于工业生产，是该系统的主要设计目的。系统选用了 TI公司的TMS320VC5402作为该块 PCB的 CPU，并将 Philips公司的 PDIUSBD12作为接口芯片，使用 USB1.1协议进行 DSP与电脑的通信。 2硬件设计思想人类可以听到的声音信号是范围在 20-20kHz的模拟信号，所以首先需要传感器接收该声音信号，接着需要进行转换，使声音信号由模拟信号变为数字信号。之后通过分析噪声产生的原因和规律，利用被测信号的特点和相干性，检测被覆盖的声音信号。在检测方法上有频域信号的相干检测、时域信号的积累平均、离散信号的计数技术、并行检测等方法。由于 5402片内的 ROM和 DRAM资源有限，所以该系统需要外部存储设备，本设计选择一片 SRAM作为静态存储器，一片 FLASH作为动态存储设备。5402的 CPU电压为 3.3伏，外设电压为 1.8伏，所以该系统还需要一个供电的电源模块，可以将一般的输入电压 5伏转化为 3.3与 1.8伏的电压为 DSP供电，该 5V电压还可为除 DSP以外的其他设备供电。DSP与计算机的通信，通常采用 USB、RS232、PCI或 ISA卡等方式。RS232的主要缺点是：速度慢，不支持热插拔； PCI与 ISA卡的主要缺点是：受计算机卡槽数量、地址等资源的限制，可扩展性差。而利用 USB通讯的主要优点，便是传输速度快，支持热插拔，占用资源少，可扩展性强。该设计利用 USB接口芯片直接与 DSP相连，通过 DSP的程序实现 USB的协议，最大的优点就是可以保障数据交换的速度。综上，在本系统中，几个基本环节就是：电平转换电路：将 5V电源转换为 3.3V与 1.8V，分别为 DSP芯片的片上外设以及 CPU供电； AD信号转换电路：将传感器接收到的模拟信号转换为数字信号，供 DSP进行处理；信号的存储电路：储存 DSP处理的信号；信号传输电路：将经过处理的信号上传至电脑；仿真电路：用于测试 DSP芯片。整体架构如图 1所示。3模块介绍3.1 DSP1、 DSP技术简介数字信号处理器，简称 DSP，是专业进行信号处理的芯片，目前在通信、自控领域具有广泛的应用。在信息资源大大丰富的今天，数字化程度已经越来越高。而 DSP作为这一技术的重要组成部分，对我们的生活已经产生了越来越深刻的影响。自从 1978年 AMI公司发布了“单处理设备”开始，从基于 Harvard结构但使用不同数据与程序总线的第一代通用DSP，到进行了改进的第二代增强型通用DSP，再到包含了 GPP结构的第三代DSP，今天的DSP的发展趋势已经趋向于混合结构，DSP产品与计算机之间的差别已经越来越模糊。在数字化时代背景下，DSP已成为各种电子产品等领域的基础器件，而其在电机控制、声音识别与图像识别领域中的应用则是更为广泛。2、声音采集系统中采用的 DSP本系统中 DSP采用的是 TI公司的 TMS320VC5402（以下简称 5402），其操作速率达 100 MIPS，由于其具有改进的哈佛结构，所以它可以在一个指令周期内完成 32x32bit的乘法，亦可以迅速完成数学运算最常用的乘加运算。它有 4条地址总线、3条 16位数据存储器总线和 1条程序存储器总线， 40位算术逻辑单元 (AIU)，一个 17×17乘法器和一个 40位专用加法器。8个辅助寄存器及一个软件栈，允许使用最先进的定点 DSP的 C语言编译器，内置可编程等待状态发生器、锁相环(PLL)时钟产生器、两个多通道缓冲串行口、一个 8位并行与外部处理器通信的 HPI口、2个 16位定时器以及 6通道 DMA控制器，特别适合电池供电设备．3.2电平转换电路电平转换电路，顾名思义，就是将电源供电的电压转换为适合芯片工作的电压。由于 5402的核电压与片上外设电压不同，而且整个电路需要的电压并不能由电源直接提供，所以电平转换电路可以说是整个电路工作的动力，为各个元器件提供适合其工作的条件。在该电路中，电源芯片使用的是 TI公司的 TPS767D301(以下简称 D301)。D301是一款可以使不同电压分别输出的芯片，可输出 3.3V和介于 1.5-5.5V之间的某一调整后的电压。因为 5402的外设电压是 3.3V，核电压为 1.8V，所以在此设计中，将该芯片的输出设定为3.3V和 1.8V，与 5402匹配。连接图如图 2所示。在 1OUT的输出部分 Vo=Vref×（1+R1/R2），在 D301中，Vredf=1.1834V，所以 Vo=1.1834V×（1+15.8/30.1）=1.8V。3.3 AD转换本设计中选用的 AD转换芯片是 TI公司的TLC320AD50C。该芯片的采样采用ΣΔ技术，即将一个抽样滤波器放置于 ADC后，将一个差值滤波器放置在 DAC前。这种结构的最大特点就是使系统可同时进行接收、发送任务。 TLC320AD50C可实现高采样率（最高可达 22.5kb/s）的 AD/DA转换，该功能由 2个 16位的同步串行转换通道实现，可直接和 DSP连接进行通信。TLC320AD50C中的可选项和电路配置可以通过串行口进行编程，该芯片对掉电、复位、信号采样率、串行时钟率、增益控制、通信协议、测试模式等可通过串行口进行编程和电路配置。具体连接如图 3：[!--empirenews.page--]片外复位电路提供上电复位，晶振电路可提供 10MHz的主时钟频率，数据采样频率和其他时钟信号均由此频率分配。5402与 AD50C之间的通信格式为主串行通信格式：接收和发送转换信号。3.4  存储采集到声音信号后，一个很重要的环节就是声音信号的存储，本系统中我们采用的是SST公司的 FLASH存储器： SST39VF400A。该器件存储容量为 4 MB，采用 3.3 V单电源供电，对各个子模块的读写和擦除，可通过一些特殊的命令字序列来实现且无需额外提供高电压。在此设计中我们利用 DSP编程实现对该存储器的读写操作。DSP主要通过外部存储器接口 (EMIF)访问片外存储器。它不仅具有很强的接口能力(可以和各种存储器直接接口)，而且具有很高的数据吞吐能力。 5402与 SST39VF400的接口电路设计如图 1所示。该电路主要通过 DSP的相关输出管脚来控制 FLASH的擦除和读写。其中，A0～A19为地址线，DQ0～DQ15为数据线，OE和 WE分别为输出使能和写使能， CE1为片使能。声音信号经过 AD转换器以后传输给 DSP，由 DSP的 PS和 DS引脚通过逻辑开关来分别控制 flash和 sram的使能端，由 DSP的 RW和 MSTRB控制位通过逻辑电路分别控制读和写。在本设计中，SRAM使用的是 GS1117：64K×16的 1MB异步静态随机存储器。 GS71116是一个由高速的互补性金属氧化物半导体晶体管（ CMOS）组成的静态随机存储器，不需要外部时钟或时间频闪观测器。 3.3V的操作电压，所有的输入输出均兼容晶体管逻辑电路（TTL）。它的快速通道时间小于 15ns，操作电流小于 100mA。3.5 USBPDIUSBD12是一款带并行总线的 USB 接口器件，它符合通用串行总线 USB 1.1 版规范，集成了 SIE、FIFO、存储器收发器以及电压调整器等，可与任何外部微控制器或微处理器实现高速并行接口 2M字节/秒，且在批量模式和同步模式下均可实现 1M字节/秒的数据传输速率，可通过软件控制与 USB 的连接，采用 GoodLink技术的连接指示器 ,在通讯时使 LED 闪烁，具有可编程的时钟频率输出，内部上电复位和低电压复位电路，为双电源操作，在 3.3±0.3V或扩展的 5V电源下均可使用，可实现多中断模式的批量和同步传输。连接图如图 4：3.6 JTAGJTAG是 joint test action group的简称，是用来调试 DSP的仿真部分，其连接部分要和仿真器上的引脚一致。TI公司的DSP5000系列专门预留有JTAG管脚，共14个， 4,8,10,12引脚均接地，6引脚悬空，5接高平电压3.3V，所有的仿真引脚均使用 IEEE1149.1标准，其余的引脚含义为【5】：1、TMS：输入引脚，选择测试方式；2、TRST：输入引脚，测试复位；3、TDI：输入引脚，测试数据输入；7、TDO：输出引脚，在 TCK的下降沿时输出数据，其余时间呈高阻态；9、TCK_RET：输入引脚，在板子与仿真器的连接电缆不小于 6英寸的时候，接法与 TCK相同，大于 6英寸的时候，需另加驱动；11、TCK：输入引脚，测试时钟，一般为占空比为50%的固有时钟信号；13、EMU0：仿真中断引脚0，可用作输入或输出；14、EMU1：仿真中断引脚1，可用作输入或输出，当 TRST为低电平、EMU0为高电平时，EMU1为低电平，所有输出禁止。4结论通过这个声音采集系统，我们可以把无形的声音信号转化为图形进行处理，可以观察它的波形特点进行研究、工业生产等等。而在设计其他的 DSP应用系统接口电路时，要根据具体情况综合考虑性能指标、器件选取、外围电路设计等方面，仔细选取器件，精心合理布局，才能达到理想的设计效果。本文作者创新点：根据硬件电路的设计逻辑给出了画 PCB的过程，介绍了基于 DSP声音采集系统的硬件设计过程和方法。

    时间：2010-03-26 关键词： 系统 DSP 原理 硬件 采集 电源技术解析 采用 设计 声音

  • 采用DSP的声音采集系统硬件原理及设计

    声音信号无处不在，同时也包含着大量的信息。在日常的生产生活中，我们分析声音信号，便可以简化过程，得到我们想要的结果。随着 DSP芯片的性价比不断攀升，使 DSP得以从军用领域拓展到民用领域，由于 TI公司 DSP5000系列强大的音频压缩能力，语音应用得到了较大的发展。因此，基于 DSP的声音采集系统的设计与开发具有重要的现实意义。1系统总体介绍该系统主要应用于工业生产中，通过采集的声音信号与数据库中的数据相比较，来检测生产设备的运行状态等。本系统主要分为以下几个部分：电平转换电路、 AD转换电路、静态存储与动态存储、USB接口以及 JTAG部分。该系统通过采集声音信号来检测器械的裂纹、密合度等。将 DSP高速处理数字信号的能力与 USB高速传输数据的能力结合起来，使其服务于工业生产，是该系统的主要设计目的。系统选用了 TI公司的TMS320VC5402作为该块 PCB的 CPU，并将 Philips公司的 PDIUSBD12作为接口芯片，使用 USB1.1协议进行 DSP与电脑的通信。 2硬件设计思想人类可以听到的声音信号是范围在 20-20kHz的模拟信号，所以首先需要传感器接收该声音信号，接着需要进行转换，使声音信号由模拟信号变为数字信号。之后通过分析噪声产生的原因和规律，利用被测信号的特点和相干性，检测被覆盖的声音信号。在检测方法上有频域信号的相干检测、时域信号的积累平均、离散信号的计数技术、并行检测等方法。由于 5402片内的 ROM和 DRAM资源有限，所以该系统需要外部存储设备，本设计选择一片 SRAM作为静态存储器，一片 FLASH作为动态存储设备。5402的 CPU电压为 3.3伏，外设电压为 1.8伏，所以该系统还需要一个供电的电源模块，可以将一般的输入电压 5伏转化为 3.3与 1.8伏的电压为 DSP供电，该 5V电压还可为除 DSP以外的其他设备供电。DSP与计算机的通信，通常采用 USB、RS232、PCI或 ISA卡等方式。RS232的主要缺点是：速度慢，不支持热插拔； PCI与 ISA卡的主要缺点是：受计算机卡槽数量、地址等资源的限制，可扩展性差。而利用 USB通讯的主要优点，便是传输速度快，支持热插拔，占用资源少，可扩展性强。该设计利用 USB接口芯片直接与 DSP相连，通过 DSP的程序实现 USB的协议，最大的优点就是可以保障数据交换的速度。综上，在本系统中，几个基本环节就是：电平转换电路：将 5V电源转换为 3.3V与 1.8V，分别为 DSP芯片的片上外设以及 CPU供电； AD信号转换电路：将传感器接收到的模拟信号转换为数字信号，供 DSP进行处理；信号的存储电路：储存 DSP处理的信号；信号传输电路：将经过处理的信号上传至电脑；仿真电路：用于测试 DSP芯片。整体架构如图 1所示。3模块介绍3.1 DSP1、 DSP技术简介数字信号处理器，简称 DSP，是专业进行信号处理的芯片，目前在通信、自控领域具有广泛的应用。在信息资源大大丰富的今天，数字化程度已经越来越高。而 DSP作为这一技术的重要组成部分，对我们的生活已经产生了越来越深刻的影响。自从 1978年 AMI公司发布了“单处理设备”开始，从基于 Harvard结构但使用不同数据与程序总线的第一代通用DSP，到进行了改进的第二代增强型通用DSP，再到包含了 GPP结构的第三代DSP，今天的DSP的发展趋势已经趋向于混合结构，DSP产品与计算机之间的差别已经越来越模糊。在数字化时代背景下，DSP已成为各种电子产品等领域的基础器件，而其在电机控制、声音识别与图像识别领域中的应用则是更为广泛。2、声音采集系统中采用的 DSP本系统中 DSP采用的是 TI公司的 TMS320VC5402（以下简称 5402），其操作速率达 100 MIPS，由于其具有改进的哈佛结构，所以它可以在一个指令周期内完成 32x32bit的乘法，亦可以迅速完成数学运算最常用的乘加运算。它有 4条地址总线、3条 16位数据存储器总线和 1条程序存储器总线， 40位算术逻辑单元 (AIU)，一个 17×17乘法器和一个 40位专用加法器。8个辅助寄存器及一个软件栈，允许使用最先进的定点 DSP的 C语言编译器，内置可编程等待状态发生器、锁相环(PLL)时钟产生器、两个多通道缓冲串行口、一个 8位并行与外部处理器通信的 HPI口、2个 16位定时器以及 6通道 DMA控制器，特别适合电池供电设备．3.2电平转换电路电平转换电路，顾名思义，就是将电源供电的电压转换为适合芯片工作的电压。由于 5402的核电压与片上外设电压不同，而且整个电路需要的电压并不能由电源直接提供，所以电平转换电路可以说是整个电路工作的动力，为各个元器件提供适合其工作的条件。在该电路中，电源芯片使用的是 TI公司的 TPS767D301(以下简称 D301)。D301是一款可以使不同电压分别输出的芯片，可输出 3.3V和介于 1.5-5.5V之间的某一调整后的电压。因为 5402的外设电压是 3.3V，核电压为 1.8V，所以在此设计中，将该芯片的输出设定为3.3V和 1.8V，与 5402匹配。连接图如图 2所示。在 1OUT的输出部分 Vo=Vref×（1+R1/R2），在 D301中，Vredf=1.1834V，所以 Vo=1.1834V×（1+15.8/30.1）=1.8V。3.3 AD转换本设计中选用的 AD转换芯片是 TI公司的TLC320AD50C。该芯片的采样采用ΣΔ技术，即将一个抽样滤波器放置于 ADC后，将一个差值滤波器放置在 DAC前。这种结构的最大特点就是使系统可同时进行接收、发送任务。 TLC320AD50C可实现高采样率（最高可达 22.5kb/s）的 AD/DA转换，该功能由 2个 16位的同步串行转换通道实现，可直接和 DSP连接进行通信。TLC320AD50C中的可选项和电路配置可以通过串行口进行编程，该芯片对掉电、复位、信号采样率、串行时钟率、增益控制、通信协议、测试模式等可通过串行口进行编程和电路配置。具体连接如图 3：[!--empirenews.page--]片外复位电路提供上电复位，晶振电路可提供 10MHz的主时钟频率，数据采样频率和其他时钟信号均由此频率分配。5402与 AD50C之间的通信格式为主串行通信格式：接收和发送转换信号。3.4  存储采集到声音信号后，一个很重要的环节就是声音信号的存储，本系统中我们采用的是SST公司的 FLASH存储器： SST39VF400A。该器件存储容量为 4 MB，采用 3.3 V单电源供电，对各个子模块的读写和擦除，可通过一些特殊的命令字序列来实现且无需额外提供高电压。在此设计中我们利用 DSP编程实现对该存储器的读写操作。DSP主要通过外部存储器接口 (EMIF)访问片外存储器。它不仅具有很强的接口能力(可以和各种存储器直接接口)，而且具有很高的数据吞吐能力。 5402与 SST39VF400的接口电路设计如图 1所示。该电路主要通过 DSP的相关输出管脚来控制 FLASH的擦除和读写。其中，A0～A19为地址线，DQ0～DQ15为数据线，OE和 WE分别为输出使能和写使能， CE1为片使能。声音信号经过 AD转换器以后传输给 DSP，由 DSP的 PS和 DS引脚通过逻辑开关来分别控制 flash和 sram的使能端，由 DSP的 RW和 MSTRB控制位通过逻辑电路分别控制读和写。在本设计中，SRAM使用的是 GS1117：64K×16的 1MB异步静态随机存储器。 GS71116是一个由高速的互补性金属氧化物半导体晶体管（ CMOS）组成的静态随机存储器，不需要外部时钟或时间频闪观测器。 3.3V的操作电压，所有的输入输出均兼容晶体管逻辑电路（TTL）。它的快速通道时间小于 15ns，操作电流小于 100mA。3.5 USBPDIUSBD12是一款带并行总线的 USB 接口器件，它符合通用串行总线 USB 1.1 版规范，集成了 SIE、FIFO、存储器收发器以及电压调整器等，可与任何外部微控制器或微处理器实现高速并行接口 2M字节/秒，且在批量模式和同步模式下均可实现 1M字节/秒的数据传输速率，可通过软件控制与 USB 的连接，采用 GoodLink技术的连接指示器 ,在通讯时使 LED 闪烁，具有可编程的时钟频率输出，内部上电复位和低电压复位电路，为双电源操作，在 3.3±0.3V或扩展的 5V电源下均可使用，可实现多中断模式的批量和同步传输。连接图如图 4：3.6 JTAGJTAG是 joint test action group的简称，是用来调试 DSP的仿真部分，其连接部分要和仿真器上的引脚一致。TI公司的DSP5000系列专门预留有JTAG管脚，共14个， 4,8,10,12引脚均接地，6引脚悬空，5接高平电压3.3V，所有的仿真引脚均使用 IEEE1149.1标准，其余的引脚含义为【5】：1、TMS：输入引脚，选择测试方式；2、TRST：输入引脚，测试复位；3、TDI：输入引脚，测试数据输入；7、TDO：输出引脚，在 TCK的下降沿时输出数据，其余时间呈高阻态；9、TCK_RET：输入引脚，在板子与仿真器的连接电缆不小于 6英寸的时候，接法与 TCK相同，大于 6英寸的时候，需另加驱动；11、TCK：输入引脚，测试时钟，一般为占空比为50%的固有时钟信号；13、EMU0：仿真中断引脚0，可用作输入或输出；14、EMU1：仿真中断引脚1，可用作输入或输出，当 TRST为低电平、EMU0为高电平时，EMU1为低电平，所有输出禁止。4结论通过这个声音采集系统，我们可以把无形的声音信号转化为图形进行处理，可以观察它的波形特点进行研究、工业生产等等。而在设计其他的 DSP应用系统接口电路时，要根据具体情况综合考虑性能指标、器件选取、外围电路设计等方面，仔细选取器件，精心合理布局，才能达到理想的设计效果。本文作者创新点：根据硬件电路的设计逻辑给出了画 PCB的过程，介绍了基于 DSP声音采集系统的硬件设计过程和方法。

    时间：2010-03-26 关键词： 系统 DSP 原理 硬件 采集 电源技术解析 采用 设计 声音

  • 基于DSP的声音采集系统硬件设计

    0引言声音信号无处不在，同时也包含着大量的信息。在日常的生产生活中，我们分析声音信号，便可以简化过程，得到我们想要的结果。随着 DSP芯片的性价比不断攀升，使 DSP得以从军用领域拓展到民用领域，由于 TI公司 DSP5000系列强大的音频压缩能力，语音应用得到了较大的发展。因此，基于 DSP的声音采集系统的设计与开发具有重要的现实意义。1系统总体介绍该系统主要应用于工业生产中，通过采集的声音信号与数据库中的数据相比较，来检测生产设备的运行状态等。本系统主要分为以下几个部分：电平转换电路、 AD转换电路、静态存储与动态存储、USB接口以及 JTAG部分。该系统通过采集声音信号来检测器械的裂纹、密合度等。将 DSP高速处理数字信号的能力与 USB高速传输数据的能力结合起来，使其服务于工业生产，是该系统的主要设计目的。系统选用了 TI公司的TMS320VC5402作为该块 PCB的 CPU，并将 Philips公司的 PDIUSBD12作为接口芯片，使用 USB1.1协议进行 DSP与电脑的通信。 2硬件设计思想人类可以听到的声音信号是范围在 20-20kHz的模拟信号，所以首先需要传感器接收该声音信号，接着需要进行转换，使声音信号由模拟信号变为数字信号。之后通过分析噪声产生的原因和规律，利用被测信号的特点和相干性，检测被覆盖的声音信号。在检测方法上有频域信号的相干检测、时域信号的积累平均、离散信号的计数技术、并行检测等方法。由于 5402片内的 ROM和 DRAM资源有限，所以该系统需要外部存储设备，本设计选择一片 SRAM作为静态存储器，一片 FLASH作为动态存储设备。5402的 CPU电压为 3.3伏，外设电压为 1.8伏，所以该系统还需要一个供电的电源模块，可以将一般的输入电压 5伏转化为 3.3与 1.8伏的电压为 DSP供电，该 5V电压还可为除 DSP以外的其他设备供电。DSP与计算机的通信，通常采用 USB、RS232、PCI或 ISA卡等方式。RS232的主要缺点是：速度慢，不支持热插拔； PCI与 ISA卡的主要缺点是：受计算机卡槽数量、地址等资源的限制，可扩展性差。而利用 USB通讯的主要优点，便是传输速度快，支持热插拔，占用资源少，可扩展性强。该设计利用 USB接口芯片直接与 DSP相连，通过 DSP的程序实现 USB的协议，最大的优点就是可以保障数据交换的速度。综上，在本系统中，几个基本环节就是：电平转换电路：将 5V电源转换为 3.3V与 1.8V，分别为 DSP芯片的片上外设以及 CPU供电； AD信号转换电路：将传感器接收到的模拟信号转换为数字信号，供 DSP进行处理；信号的存储电路：储存 DSP处理的信号；信号传输电路：将经过处理的信号上传至电脑；仿真电路：用于测试 DSP芯片。整体架构如图 1所示。3模块介绍3.1 DSP1、 DSP技术简介数字信号处理器，简称 DSP，是专业进行信号处理的芯片，目前在通信、自控领域具有广泛的应用。在信息资源大大丰富的今天，数字化程度已经越来越高。而 DSP作为这一技术的重要组成部分，对我们的生活已经产生了越来越深刻的影响。自从 1978年 AMI公司发布了“单处理设备”开始，从基于 Harvard结构但使用不同数据与程序总线的第一代通用DSP，到进行了改进的第二代增强型通用DSP，再到包含了 GPP结构的第三代DSP，今天的DSP的发展趋势已经趋向于混合结构，DSP产品与计算机之间的差别已经越来越模糊。在数字化时代背景下，DSP已成为各种电子产品等领域的基础器件，而其在电机控制、声音识别与图像识别领域中的应用则是更为广泛。2、声音采集系统中采用的 DSP本系统中 DSP采用的是 TI公司的 TMS320VC5402（以下简称 5402），其操作速率达 100 MIPS，由于其具有改进的哈佛结构，所以它可以在一个指令周期内完成 32x32bit的乘法，亦可以迅速完成数学运算最常用的乘加运算。它有 4条地址总线、3条 16位数据存储器总线和 1条程序存储器总线， 40位算术逻辑单元 (AIU)，一个 17×17乘法器和一个 40位专用加法器。8个辅助寄存器及一个软件栈，允许使用最先进的定点 DSP的 C语言编译器，内置可编程等待状态发生器、锁相环(PLL)时钟产生器、两个多通道缓冲串行口、一个 8位并行与外部处理器通信的 HPI口、2个 16位定时器以及 6通道 DMA控制器，特别适合电池供电设备．3.2电平转换电路电平转换电路，顾名思义，就是将电源供电的电压转换为适合芯片工作的电压。由于 5402的核电压与片上外设电压不同，而且整个电路需要的电压并不能由电源直接提供，所以电平转换电路可以说是整个电路工作的动力，为各个元器件提供适合其工作的条件。在该电路中，电源芯片使用的是 TI公司的 TPS767D301(以下简称 D301)。D301是一款可以使不同电压分别输出的芯片，可输出 3.3V和介于 1.5-5.5V之间的某一调整后的电压。因为 5402的外设电压是 3.3V，核电压为 1.8V，所以在此设计中，将该芯片的输出设定为3.3V和 1.8V，与 5402匹配。连接图如图 2所示。在 1OUT的输出部分 Vo=Vref×（1+R1/R2），在 D301中，Vredf=1.1834V，所以 Vo=1.1834V×（1+15.8/30.1）=1.8V。3.3 AD转换本设计中选用的 AD转换芯片是 TI公司的TLC320AD50C。该芯片的采样采用ΣΔ技术，即将一个抽样滤波器放置于 ADC后，将一个差值滤波器放置在 DAC前。这种结构的最大特点就是使系统可同时进行接收、发送任务。 TLC320AD50C可实现高采样率（最高可达 22.5kb/s）的 AD/DA转换，该功能由 2个 16位的同步串行转换通道实现，可直接和 DSP连接进行通信。[!--empirenews.page--]TLC320AD50C中的可选项和电路配置可以通过串行口进行编程，该芯片对掉电、复位、信号采样率、串行时钟率、增益控制、通信协议、测试模式等可通过串行口进行编程和电路配置。具体连接如图 3：片外复位电路提供上电复位，晶振电路可提供 10MHz的主时钟频率，数据采样频率和其他时钟信号均由此频率分配。5402与 AD50C之间的通信格式为主串行通信格式：接收和发送转换信号。3.4  存储采集到声音信号后，一个很重要的环节就是声音信号的存储，本系统中我们采用的是SST公司的 FLASH存储器： SST39VF400A。该器件存储容量为 4 MB，采用 3.3 V单电源供电，对各个子模块的读写和擦除，可通过一些特殊的命令字序列来实现且无需额外提供高电压。在此设计中我们利用 DSP编程实现对该存储器的读写操作。DSP主要通过外部存储器接口 (EMIF)访问片外存储器。它不仅具有很强的接口能力(可以和各种存储器直接接口)，而且具有很高的数据吞吐能力。 5402与 SST39VF400的接口电路设计如图 1所示。该电路主要通过 DSP的相关输出管脚来控制 FLASH的擦除和读写。其中，A0～A19为地址线，DQ0～DQ15为数据线，OE和 WE分别为输出使能和写使能， CE1为片使能。声音信号经过 AD转换器以后传输给 DSP，由 DSP的 PS和 DS引脚通过逻辑开关来分别控制 flash和 sram的使能端，由 DSP的 RW和 MSTRB控制位通过逻辑电路分别控制读和写。在本设计中，SRAM使用的是 GS1117：64K×16的 1MB异步静态随机存储器。 GS71116是一个由高速的互补性金属氧化物半导体晶体管（ CMOS）组成的静态随机存储器，不需要外部时钟或时间频闪观测器。 3.3V的操作电压，所有的输入输出均兼容晶体管逻辑电路（TTL）。它的快速通道时间小于 15ns，操作电流小于 100mA。3.5 USBPDIUSBD12是一款带并行总线的 USB 接口器件，它符合通用串行总线 USB 1.1 版规范，集成了 SIE、FIFO、存储器收发器以及电压调整器等，可与任何外部微控制器或微处理器实现高速并行接口 2M字节/秒，且在批量模式和同步模式下均可实现 1M字节/秒的数据传输速率，可通过软件控制与 USB 的连接，采用 GoodLink技术的连接指示器 ,在通讯时使 LED 闪烁，具有可编程的时钟频率输出，内部上电复位和低电压复位电路，为双电源操作，在 3.3±0.3V或扩展的 5V电源下均可使用，可实现多中断模式的批量和同步传输。连接图如图 4：3.6 JTAGJTAG是 joint test action group的简称，是用来调试 DSP的仿真部分，其连接部分要和仿真器上的引脚一致。TI公司的DSP5000系列专门预留有JTAG管脚，共14个， 4,8,10,12引脚均接地，6引脚悬空，5接高平电压3.3V，所有的仿真引脚均使用 IEEE1149.1标准，其余的引脚含义为【5】：1、TMS：输入引脚，选择测试方式；2、TRST：输入引脚，测试复位；3、TDI：输入引脚，测试数据输入；7、TDO：输出引脚，在 TCK的下降沿时输出数据，其余时间呈高阻态；9、TCK_RET：输入引脚，在板子与仿真器的连接电缆不小于 6英寸的时候，接法与 TCK相同，大于 6英寸的时候，需另加驱动；11、TCK：输入引脚，测试时钟，一般为占空比为50%的固有时钟信号；13、EMU0：仿真中断引脚0，可用作输入或输出；14、EMU1：仿真中断引脚1，可用作输入或输出，当 TRST为低电平、EMU0为高电平时，EMU1为低电平，所有输出禁止。4结论通过这个声音采集系统，我们可以把无形的声音信号转化为图形进行处理，可以观察它的波形特点进行研究、工业生产等等。而在设计其他的 DSP应用系统接口电路时，要根据具体情况综合考虑性能指标、器件选取、外围电路设计等方面，仔细选取器件，精心合理布局，才能达到理想的设计效果。本文作者创新点：根据硬件电路的设计逻辑给出了画 PCB的过程，介绍了基于 DSP声音采集系统的硬件设计过程和方法。

    时间：2010-03-20 关键词： 系统 DSP 硬件 采集 电源技术解析 基于 设计 数字信号 声音

  • 基于DSP的声音采集系统硬件设计

    0引言声音信号无处不在，同时也包含着大量的信息。在日常的生产生活中，我们分析声音信号，便可以简化过程，得到我们想要的结果。随着 DSP芯片的性价比不断攀升，使 DSP得以从军用领域拓展到民用领域，由于 TI公司 DSP5000系列强大的音频压缩能力，语音应用得到了较大的发展。因此，基于 DSP的声音采集系统的设计与开发具有重要的现实意义。1系统总体介绍该系统主要应用于工业生产中，通过采集的声音信号与数据库中的数据相比较，来检测生产设备的运行状态等。本系统主要分为以下几个部分：电平转换电路、 AD转换电路、静态存储与动态存储、USB接口以及 JTAG部分。该系统通过采集声音信号来检测器械的裂纹、密合度等。将 DSP高速处理数字信号的能力与 USB高速传输数据的能力结合起来，使其服务于工业生产，是该系统的主要设计目的。系统选用了 TI公司的TMS320VC5402作为该块 PCB的 CPU，并将 Philips公司的 PDIUSBD12作为接口芯片，使用 USB1.1协议进行 DSP与电脑的通信。 2硬件设计思想人类可以听到的声音信号是范围在 20-20kHz的模拟信号，所以首先需要传感器接收该声音信号，接着需要进行转换，使声音信号由模拟信号变为数字信号。之后通过分析噪声产生的原因和规律，利用被测信号的特点和相干性，检测被覆盖的声音信号。在检测方法上有频域信号的相干检测、时域信号的积累平均、离散信号的计数技术、并行检测等方法。由于 5402片内的 ROM和 DRAM资源有限，所以该系统需要外部存储设备，本设计选择一片 SRAM作为静态存储器，一片 FLASH作为动态存储设备。5402的 CPU电压为 3.3伏，外设电压为 1.8伏，所以该系统还需要一个供电的电源模块，可以将一般的输入电压 5伏转化为 3.3与 1.8伏的电压为 DSP供电，该 5V电压还可为除 DSP以外的其他设备供电。DSP与计算机的通信，通常采用 USB、RS232、PCI或 ISA卡等方式。RS232的主要缺点是：速度慢，不支持热插拔； PCI与 ISA卡的主要缺点是：受计算机卡槽数量、地址等资源的限制，可扩展性差。而利用 USB通讯的主要优点，便是传输速度快，支持热插拔，占用资源少，可扩展性强。该设计利用 USB接口芯片直接与 DSP相连，通过 DSP的程序实现 USB的协议，最大的优点就是可以保障数据交换的速度。综上，在本系统中，几个基本环节就是：电平转换电路：将 5V电源转换为 3.3V与 1.8V，分别为 DSP芯片的片上外设以及 CPU供电； AD信号转换电路：将传感器接收到的模拟信号转换为数字信号，供 DSP进行处理；信号的存储电路：储存 DSP处理的信号；信号传输电路：将经过处理的信号上传至电脑；仿真电路：用于测试 DSP芯片。整体架构如图 1所示。3模块介绍3.1 DSP1、 DSP技术简介数字信号处理器，简称 DSP，是专业进行信号处理的芯片，目前在通信、自控领域具有广泛的应用。在信息资源大大丰富的今天，数字化程度已经越来越高。而 DSP作为这一技术的重要组成部分，对我们的生活已经产生了越来越深刻的影响。自从 1978年 AMI公司发布了“单处理设备”开始，从基于 Harvard结构但使用不同数据与程序总线的第一代通用DSP，到进行了改进的第二代增强型通用DSP，再到包含了 GPP结构的第三代DSP，今天的DSP的发展趋势已经趋向于混合结构，DSP产品与计算机之间的差别已经越来越模糊。在数字化时代背景下，DSP已成为各种电子产品等领域的基础器件，而其在电机控制、声音识别与图像识别领域中的应用则是更为广泛。2、声音采集系统中采用的 DSP本系统中 DSP采用的是 TI公司的 TMS320VC5402（以下简称 5402），其操作速率达 100 MIPS，由于其具有改进的哈佛结构，所以它可以在一个指令周期内完成 32x32bit的乘法，亦可以迅速完成数学运算最常用的乘加运算。它有 4条地址总线、3条 16位数据存储器总线和 1条程序存储器总线， 40位算术逻辑单元 (AIU)，一个 17×17乘法器和一个 40位专用加法器。8个辅助寄存器及一个软件栈，允许使用最先进的定点 DSP的 C语言编译器，内置可编程等待状态发生器、锁相环(PLL)时钟产生器、两个多通道缓冲串行口、一个 8位并行与外部处理器通信的 HPI口、2个 16位定时器以及 6通道 DMA控制器，特别适合电池供电设备．3.2电平转换电路电平转换电路，顾名思义，就是将电源供电的电压转换为适合芯片工作的电压。由于 5402的核电压与片上外设电压不同，而且整个电路需要的电压并不能由电源直接提供，所以电平转换电路可以说是整个电路工作的动力，为各个元器件提供适合其工作的条件。在该电路中，电源芯片使用的是 TI公司的 TPS767D301(以下简称 D301)。D301是一款可以使不同电压分别输出的芯片，可输出 3.3V和介于 1.5-5.5V之间的某一调整后的电压。因为 5402的外设电压是 3.3V，核电压为 1.8V，所以在此设计中，将该芯片的输出设定为3.3V和 1.8V，与 5402匹配。连接图如图 2所示。在 1OUT的输出部分 Vo=Vref×（1+R1/R2），在 D301中，Vredf=1.1834V，所以 Vo=1.1834V×（1+15.8/30.1）=1.8V。3.3 AD转换本设计中选用的 AD转换芯片是 TI公司的TLC320AD50C。该芯片的采样采用ΣΔ技术，即将一个抽样滤波器放置于 ADC后，将一个差值滤波器放置在 DAC前。这种结构的最大特点就是使系统可同时进行接收、发送任务。 TLC320AD50C可实现高采样率（最高可达 22.5kb/s）的 AD/DA转换，该功能由 2个 16位的同步串行转换通道实现，可直接和 DSP连接进行通信。[!--empirenews.page--]TLC320AD50C中的可选项和电路配置可以通过串行口进行编程，该芯片对掉电、复位、信号采样率、串行时钟率、增益控制、通信协议、测试模式等可通过串行口进行编程和电路配置。具体连接如图 3：片外复位电路提供上电复位，晶振电路可提供 10MHz的主时钟频率，数据采样频率和其他时钟信号均由此频率分配。5402与 AD50C之间的通信格式为主串行通信格式：接收和发送转换信号。3.4  存储采集到声音信号后，一个很重要的环节就是声音信号的存储，本系统中我们采用的是SST公司的 FLASH存储器： SST39VF400A。该器件存储容量为 4 MB，采用 3.3 V单电源供电，对各个子模块的读写和擦除，可通过一些特殊的命令字序列来实现且无需额外提供高电压。在此设计中我们利用 DSP编程实现对该存储器的读写操作。DSP主要通过外部存储器接口 (EMIF)访问片外存储器。它不仅具有很强的接口能力(可以和各种存储器直接接口)，而且具有很高的数据吞吐能力。 5402与 SST39VF400的接口电路设计如图 1所示。该电路主要通过 DSP的相关输出管脚来控制 FLASH的擦除和读写。其中，A0～A19为地址线，DQ0～DQ15为数据线，OE和 WE分别为输出使能和写使能， CE1为片使能。声音信号经过 AD转换器以后传输给 DSP，由 DSP的 PS和 DS引脚通过逻辑开关来分别控制 flash和 sram的使能端，由 DSP的 RW和 MSTRB控制位通过逻辑电路分别控制读和写。在本设计中，SRAM使用的是 GS1117：64K×16的 1MB异步静态随机存储器。 GS71116是一个由高速的互补性金属氧化物半导体晶体管（ CMOS）组成的静态随机存储器，不需要外部时钟或时间频闪观测器。 3.3V的操作电压，所有的输入输出均兼容晶体管逻辑电路（TTL）。它的快速通道时间小于 15ns，操作电流小于 100mA。3.5 USBPDIUSBD12是一款带并行总线的 USB 接口器件，它符合通用串行总线 USB 1.1 版规范，集成了 SIE、FIFO、存储器收发器以及电压调整器等，可与任何外部微控制器或微处理器实现高速并行接口 2M字节/秒，且在批量模式和同步模式下均可实现 1M字节/秒的数据传输速率，可通过软件控制与 USB 的连接，采用 GoodLink技术的连接指示器 ,在通讯时使 LED 闪烁，具有可编程的时钟频率输出，内部上电复位和低电压复位电路，为双电源操作，在 3.3±0.3V或扩展的 5V电源下均可使用，可实现多中断模式的批量和同步传输。连接图如图 4：3.6 JTAGJTAG是 joint test action group的简称，是用来调试 DSP的仿真部分，其连接部分要和仿真器上的引脚一致。TI公司的DSP5000系列专门预留有JTAG管脚，共14个， 4,8,10,12引脚均接地，6引脚悬空，5接高平电压3.3V，所有的仿真引脚均使用 IEEE1149.1标准，其余的引脚含义为【5】：1、TMS：输入引脚，选择测试方式；2、TRST：输入引脚，测试复位；3、TDI：输入引脚，测试数据输入；7、TDO：输出引脚，在 TCK的下降沿时输出数据，其余时间呈高阻态；9、TCK_RET：输入引脚，在板子与仿真器的连接电缆不小于 6英寸的时候，接法与 TCK相同，大于 6英寸的时候，需另加驱动；11、TCK：输入引脚，测试时钟，一般为占空比为50%的固有时钟信号；13、EMU0：仿真中断引脚0，可用作输入或输出；14、EMU1：仿真中断引脚1，可用作输入或输出，当 TRST为低电平、EMU0为高电平时，EMU1为低电平，所有输出禁止。4结论通过这个声音采集系统，我们可以把无形的声音信号转化为图形进行处理，可以观察它的波形特点进行研究、工业生产等等。而在设计其他的 DSP应用系统接口电路时，要根据具体情况综合考虑性能指标、器件选取、外围电路设计等方面，仔细选取器件，精心合理布局，才能达到理想的设计效果。本文作者创新点：根据硬件电路的设计逻辑给出了画 PCB的过程，介绍了基于 DSP声音采集系统的硬件设计过程和方法。

    时间：2010-03-20 关键词： 系统 DSP 硬件 采集 电源技术解析 基于 设计 数字信号 声音

  • MPEG声音编码的单片DSP实现

    MPEG声音编码的单片DSP实现

    摘　要　为了开发价廉的单片定点DSP声音编码器，对MPEG声音编码标准参考算法的运算量和存储量要求进行了比较深入的分析，综合考虑了编码质量和处理器速度的要求，结合计算机仿真结果，指出了使用单片定点DSP实现的关键所在.基于 AD公司的ADSP-2181，充分利用其为声音处理优化的硬件结构，设计实现了实时MPEG声音第2层编码的软硬件方案.测试结果表明，在采用基于 MAC的滤波器精度扩展和改进的心理声学模型算法的条件下，编码质量和实时性都能得到保证. 关键词　压缩编码；声音处理；数字信号处理 　　MPEG［1］声音压缩算法是关于高保真数字声音压缩的第1个国际标准，自1992年末国际标准化组织和国际电工委员会采纳这项标准以来，它在数字声音的存储、Internet上的多媒体传输、声音数字广播（DAB）［2］等领域都得到了广泛的应用.然而，MPEG声音编码算法相当复杂，它对运算量和存储量都有很高的要求，加上市场对编码器的需求不大，因而到目前为止还没有专门的ASIC芯片.现在常用的方法是采用通用的DSP完成MPEG声音压缩编码，但是国外仅有DEC，Philips，Xingit等为数不多的几家公司在单片DSP中完成了此算法，而且购买时费用昂贵，没有源码；国内也有使用两片TI公司的TMS320C30实现MPEG声音编码第2层［3］，但是使用两片DSP不但协调控制电路复杂，而且加上片外存储器价格仍然不菲.因此，研究具有自有产权并且价格便宜的软硬件实现成为必然的选择. 1　MPEG声音编码原理 　　MPEG声音编码是一种基于人耳听觉特性的子带声音编码算法，它属于一种感觉声音编码方法.感觉声音编码算法的基本结构如图1所示.根据编码器着重于频率分辨率还是时间分辨率，可分为子带编码器和变换编码器.MPEG声音第2层编码算法在频域上把声音信号划分为32个子带，属于一种子带编码器.在图1 中，时频映射也称滤波器组，用于把输入的声音信号映射成亚抽样的频率分量.根据使用的滤波器组的性质，即滤波器组在频域的分辨率的大小，这些频率分量又可叫做子带样值或频率线.    (a) (b)图1　感觉声音解码器结构框图 滤波器的输出或者与滤波器组并行的时频变换的输出，提供给心理声学模型以估计时间相关的声音掩蔽门限.心理声学模型使用了人们所知的同时掩蔽效应，包括有调音的掩蔽特性和无调音的掩蔽特性.如果使用声音的前后掩蔽效应，还可进一步提高掩蔽门限估计的准确性.子带样值或频率线按照尽量保证量化噪声的频谱处于掩蔽门限以下的准则进行量化和编码，这样能保证被人耳感知的量化引入的噪声最小.根据对复杂度的要求，可以使用块压扩或熵编码的分析合成方法.　　帧打包把量化编码的输出和相关边信息按照规定的格式组合起来，以便供解码器使用. 2　编码质量和DSP速度 　　单片ADSP-2181实现MPEG声音编码关键需要解决两个问题：一是如何保证声音编码质量；其次是如何充分利用DSP的运算速度.而这两个问题往往又是一对矛盾，需要找到其最佳结合点.　　一般而言，决定MPEG声音编码器的优劣主要是声学模型的好坏.但是，对于使用单片16bit定点DSP的应用而言，这个结论就不再适用了.分析表明，此时有限字长效应对编码质量的影响成了主要矛盾.特别是分析滤波器组，截尾效应竟带来了33倍于16bitAD转换量化误差的噪声，而窗系数的有限长度表示则使本来高达96dB旁瓣衰减的滤波器响应降低到不到70dB.因此，要保证声音编码质量，分析滤波器组算法必须进行精度扩展.　　关于速度问题，首先想到的是使用快速算法，我们也尝试了在子带滤波中使用快速算法［4］. 但是，实践证明，这些快速算法使用在DSP上效果并不理想，其原因有以下3条：（1）只考虑了加法和乘法的次数，而对附值、寻址等操作毫不关心，但对所有指令都是单周期的DSP而言，乘法和加法的次数相对其他操作并不显得特别重要；（2）没有考虑DSP的硬件特点，其算法不能充分发挥DSP的乘累加器（MAC）并行处理的能力；（3）ADSP-2181是为16位算法操作优化的，在需要精度扩展的情况下，运算量将以数量级的速度急剧增加.　　基于以上质量和速度要求的分析，我们选用了适合DSP乘累加指令的多相结构滤波器组实现方式，且采用基于MAC结构的精度扩展方法，较好地解决了编码质量和DSP速度之间的矛盾.另外，对抽样数据的输入方式、心理声学模型、比例因子编码都进行了适于ADSP-2181的改进，减少了运算量，保证了实时性. 3　算法的软件设计 　　软件设计是MPEG声音编码的单片DSP实现的核心，编码质量和速度的要求都需要通过精心设计DSP软件才能实现.　　(1)基于MAC结构的精度扩展　MPEG声音编码的分析滤波器组可以有许多种实现方式，多相结构是MPEG标准推荐的一种，其数学表示为 　　　　　　　　　　　　　　　(1)　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　(2) 分析表明，对Yk进行双字扩展可将截尾效应带来的噪声降低33倍.但是，考虑到ADSP-2181只支持16bit的乘累加运算，需要对式（1）进行转化，即　　　　　　　　　　　　　　　　　Yk=HYk+2-16LYk　　　　　　　　　　　　　　　　　(3) 　　　　　　　　　　　　(4) 这样，就可利用DSP的乘累加器结构，运算量只增加约1倍，存储量只增加64个字.　　(2)输入数据的组织　输入数据的组织不但要考虑方便地从数模转换器取得声音原始数据，还要考虑输入数据在片内数据RAM的存储适合作为多相滤波器组和声学模型的FFT运算的输入.多相滤波器组每次移入32个新的声音数据，移出32个旧的样值，操作如下：　　　　　　　　　　　　　　　　Xi=Xi-32，i=511,510,…,32　　　　　　　　　　　　Xi=next-input-audio-sample，i=31,30,…,0然而ADSP-2181并不适于实现数据的移动，每个赋值运算需要两个指令才能完成，每次分析滤波操作需要1024个指令周期.如果利用ADSP- 2181的多通道自动缓冲串口及间接寻址能力，适当地组织输入声音数据，就可利用滑动窗的方法实现数据的移入和移出，如图2所示. 图2　多相滤波的滑动窗技术 　　为了保证帧边界处理的连续性，输入数据缓存应该设计成圆缓冲的形式，其长度应能存储两帧声音输入数据.当DSP在处理一帧数据时，输入数据可以缓冲到另一帧.这样，数据移动的开销就节约了.同时，输入数据的组织还要利于声学模型的FFT运算，FFT需要利用ADSP-2181的地址反转寻址模式.由于 FFT计算和输入数据的缓存是同时进行的，所以FFT计算的指针需要地址反转，而输入缓冲的指针却不能地址反转，否则会导致输入声音数据排列混乱. ADSP-2181提供这种能力，它的第一地址指针组I0，I1，I2，I3有地址反转能力，而第二地址指针组I4，I5，I6，I7却不受地址反转模式的影响.所以从第二地址指针组中选择指针进行输入缓冲，从第一地址指针组中选择指针进行FFT计算.　　(3)声学模型的改进　用DSP实现心理声学模型的一个难题是其中有大量的对数运算，虽然可以用多项式逼近求得其近似值，但是其巨大的运算量说明这不是一个明智的选择.在改进的心理声学模型中，FFT运算后并不立即换算到对数域，而是用分段折线逼近线性域的掩蔽效应曲线.为简单起见，使用与标准一致的分段方法.逼近采用取指数的多项式展开的一次项的方法，这种方法虽然比较粗糙，但正如前面分析的那样，声学模型在16bit定点实现时不是主要矛盾，因而还是可以接受的.　　得到掩蔽门限以后，为计算信掩比供比特分配使用，还是需要从线性域转换到对数域.这时，我们采用一种利用ADSP-2181移位器的近似计算方法.通过EXP指令，可以提取2进制补码小数的指数，对能量而言又有1bit约3dB.因而指数值乘3就近似得到该补码小数的dB值，尾数部分的影响忽略不计.　　(4)比例因子的编码　MPEG声音编码标准中一共给出了63个比例因子，但是并不是所有这些比例因子都可以用16bit的2进制数表示.如果用双字进行精度扩展，在量化时又将面临双字除法的巨大开销，因此，只使用其中可以用16bit的2进制补码小数精确表示的子集，即序号为3的倍数且小于等于45 的比例因子.　　采用比例因子子集后，比例因子编码就可以不再通过比较的方法得到，而可以直接通过计算子带最大幅度的指数获得，简化了比例因子的编码.　　(5)软件仿真结果　结合上述各项算法改进，根据ADSP-2181的特点和MPEG标准，用AD公司的开发软件进行了软件仿真.表1列出了仿真得到的各个模块对运算量和存储量要求进行的估算结果.仿真在抽样率为48kHz，编码模式为立体声，输入信号为频率为1kHz的正弦波，输出码率为 192kbit/s的情况下进行.　　由表1可知，ADSP-2181的性能得到了较充分的利用.仿真结果表明，在以上的条件下，解码输出的信噪比可达80dB左右.可见，所作的算法改进是比较有效的. 表1　各模块的运算量和存储量要求 　 运算量/(106指令/s) 程序存储量/103字 数据存储量/103字 子带滤波 18 3.0 6.5 声学模型 10 3.5 1.5 比特分配和量化 2 2.0 — 格式化比特流 1 0.5 1.0 4　硬件设计 　　硬件结构框图如图3所示.各模块的基本功能如下： 　　DSP核：除完成所有编码算法以外，还要完成对模数转换电路的初始化配置；通过辅助控制电路选择抽样时钟，通过接口电路接受主机的编码参数.　　辅助控制电路：由FPGA及附属电路实现，完成时钟的产生、FIFO状态的监测、地址译码等功能.　　输出缓冲：编码码流的暂时存储区，同时提供完全异步的输出接口方式.在需要实现图象声音唇形同步的应用中特别有用.　　外部存储器：包括BDMA空间、I/O空间.　　模数转换电路：完成声音的数字化，直接与DSP的串口0连接.抽样频率由外部提供的256倍抽样时钟的频率决定，正常工作前需要进行初始化.　　接口电路：接口电路分为两部分，一部分是编码输出接口，另一部分是与主机连接的接口.主机接口使用RS232接口芯片完成DSP串口1与主机串口的连接，DSP使用中断和内部计时器实现异步串型通信.　　上述方案已经在“九五”科技攻关项目中实现，实时编解码的声音通过了主观测试. *国家“九五”重点科技攻关资助项目作者单位：林胜　门爱东　北京邮电大学电信工程学院，北京100876；第一作者25岁，男，博士生 参考文献 　[1]　ISO/IEC 11172-3-1993　Coding of moving pictures and associated audio for digital storage media at up to about 1.5 Mbit/s——part 3: audio　[2]　Brandenburg K, Dehéry Y F, Johnston J D, et al. ISO-MPEG-1 audio: a generic standard for coding of high-quality digital audio. J Audio Eng Soc, 1994, 42 (10): 780～791　[3]　王建昕，董在望，印日方强MPEG音频编码算法的研究与实时实现清华大学学报， 1997， 37(10)： 45～48　[4]　Konstantinides K, Fast subband filtering in MPEG audio coding. IEEE Signal Processing Letters,　1994,

    时间：2008-05-16 关键词： DSP mpeg 编码 单片 实现 电源技术解析 声音

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