低功耗通用語音處理平臺的設計實現
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系統的主要數字信號處理芯片TMS320VC5510A與TMS320VC54X相比，功耗更低，代碼執行效率更高，而且與TMS320VC54X的指令完全兼容，具有以下特點。
(1)資源豐富。32位寬的外部存儲器接口(EMIF)，2個20位寬的定時器，6通道的DMA控制器和3個多通道緩沖串口（McBSP），16位增強主機并行接口（EHPI），8個通用管腳（GPIO）。
(2)數據處理能力強而且運算速度快。TMS320VC5510A采用了改進的哈佛結構，C55X的DSP在一個總線周期內同時進行3個數據讀和2個數據寫的操作，采用了并行的雙MAC結構，提供了更強大的并行處理能力。
(3)功耗低。TMS320VC5510A采用高性能靜態CMOS技術，I/O供電電壓為3.3V，內核供電電壓為1.6V，而且有多種低功耗工作模式，有效地降低了系統功耗。內核靜態功耗為0.112mA/MIPS，I/O靜態功耗為0.148mA/MIPS。內核動態功耗約為0.628mA /MIPS。
為了增加平臺的控制功能和擴充能力，采用了TI公司的微控制器MSP430F149。該芯片是TI公司的一種超低功耗的Flash微控制器，內核為16位RISC CPU。其存儲器模塊是目前業界所有內部集成Flash存儲器產品中能耗最低的一種，具有超低功耗工作模式即活動模式(僅MSP430)且：400?滋 A/MHz，3.0V。MSP430F149可以提供5種工作模式，最低功耗消耗可達1?滋A/MHz；采用IAR開發環境，可以直接進行C語言編程，開發起來方便快捷。
2.2 CODEC與DSP的接口電路設計
由于CODEC(TLV320AIC10)與DSP(TMS320VC5510A)都是TI公司提供的高速芯片，因此二者在速度和時序上可完全匹配，能實現芯片間的無縫連接(二者的連接示意圖見圖2)。
其中TLV320AIC10的工作時鐘由MSP430F149通過內部分頻向TLV320AIC10的MCLK提供2.048MHz的時鐘作為系統時鐘。TLV320AIC10工作在主模式下，向TMS320VC5510A提供串行時鐘SCLK和幀同步信號FS。幀同步信號FS由 TLV320AIC10內部256分頻后通過FS管腳輸出，是脈寬為一個SCLK時鐘的8 000Hz正脈沖信號。TLV320AIC10的復位信號由DSP的通用I/O管腳提供，PWRDWN管腳用于控制TLV320AIC10的工作狀態：該管腳置低，TLV320AIC10停止工作，處于IDLE狀態，達到節省功耗的目的；該管腳置高，TLV320AIC10處于正常工作模式。本例中在該管腳處加了一個上拉電阻，以確保TLV320AIC10處于正常工作狀態。
DSP采用McBSP0與TLV320AIC10相連接，該McBSP0通用串口工作在從模式。BCLKR0/BCLKX0分別是通用串口接收和發送的移位時鐘，BFSR0/BFSX0分別是接收和發送的幀同步信號，BDR0是接收數據引腳，BDX0是發送數據引腳。接收來的數據可以由幀同步信號觸發中斷，由中斷服務程序進行讀寫；也可以通過DMA通道直接轉換到特定的緩沖區中。
TLV320AIC10的幀可分為主幀和從幀。在主幀中進行采樣數據的傳輸，在從幀中對TLV320AIC10的內部寄存器進行配置。當 TLV320AIC10工作在15＋1位模式時，主幀的最后1個位決定主幀之后的下一個幀是從幀還仍然是一個主幀。在TLV320AIC10初始化過程中，通過這種方式對其進行初始化，配置TLV320AIC10內部的4個寄存器。DSP配置TLV320AIC10寄存器的過程如圖3所示。
TLV320AIC10 初始化流程圖
圖3 TLV320AIC10 初始化流程圖
DSP主程序配置完TLV320AIC10的內部寄存器以后，會設置相應的中斷處理程序，打開相應的中斷屏蔽，通過中斷服務程序進行語音樣點的傳輸。
2.3 MCU與DSP的接口電路及通信方式
DSP(TMS320VC5510A)提供了增強型主機接口(EHPI)，可以工作在數據地址復用和不復用2種模式。在本例中采用了數據地址復用方式。MCU(MSP430F149）與DSP EHPI具體連接方式如圖4所示，EHPI的接口時序如圖5所示。
MSP430F149 與TMS320VCAA10A EBPI 連接示意圖
圖4 MSP430F149 與TMS320VCAA10A EBPI 連接示意圖
EHIP 接口時序圖
圖5 EHIP 接口時序圖
主機接口的關鍵控制信號線功能簡述如下。
HD[15：0]：HPI數據線，雙向，三態總線。在復用模式下，通過這16位總線傳輸地址和數據。
HA[19：0]：HPI地址總線。在復用模式下，HA[1]用作HCNTL1信號線，HA[2]用作HAS信號線。
HCS：HPI的片選信號線。作為MCU訪問DSP時的片選信號，在訪問過程中一直保持為低。本例中為了節省主機的I/O口線，將其一直接低。
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