导言
语音信号的收集和处理在网络、通讯、智能仪表、工业操控、医疗卫生、公共安全等范畴得到了越来越广泛的运用，而这些作业都需求一套高速的语音信号收集体系来完结，要对语音进行收集就需求一种高速的，能进行长时刻、大吞吐量数据传送的核算机接口。USB2.0接口便是一种契合语音收集要求的核算机接口，一起，它还具有支撑热插拔、占用体系资源少、易于扩展、运用便利等长处。DSP是运用专门或通用的数字信号处理芯片，以数字核算的办法对信号进行处理，具有处理速度快、灵敏、准确、抗干扰才能强、体积小及可靠性高级长处，可满意对信号快速、准确、实时处理及操控的要求，本收集卡选用TI公司高精度浮点DSP芯片TMS320C6713作为主操控器，选用高精度数字编解码芯片TLV320AIC23B完结ADC功用，运用Cypress公司EZ-USB SX系列中CY7C68001作为USB接口芯片，与传统语音收集卡比较，在完结相同的功用条件下该收集卡本钱进一步下降，运用更便利，具有很高的性价比。
1 体系硬件规划
语音收集体系是在TMS320C6713（简称”C6713″）渠道上规划开发的，该渠道的体系框图如图1所示。
该体系的总体规划使命：由主机的运用程序经过USB总线传输宣布指令，操控收集卡对语音信号的收集、播映、数据传输和语音回放；一起依据收集卡回来的状况字显现语音收集卡的作业状况，语音收集进程：DSP操控TLV320AIC23B（简称”AIC23″）对语音信号进行采样，采样得到的数据，再经过DSP与USB之间的数据传输通道传送至USB接口芯片，再传送到主机上存储，语音回放进程：主机把处理后的数据传给USB接口芯片，DSP经过与USB之间传输通道取数据，然后将数据传给D/A转化器，经D/A转化后输出。
USB芯片CY7C68001完结主机和DSP外设的高速数据通讯，DSP作为操控器和体系的快速处理得执行者，首要使命是依据主机传来的指令或参数，以赶快的速度完结数据传送。本卡将CY7C68001装备在C6713的EMIF的CE3空间，选用CY7C68001的异步读/写方法完结二者之间数据和指令的交流，CY7C68001除了存储器接口外，还有1个中止信号（USBINT）和4个状况信号（READY、FLAGA、FLAGB和FLAGC）及中止信号USBINT运用C6713的外部中止EXT_INT5；一起USBINT中止还被映射到板卡的操控状况寄存器（UN_REG）中，供C6713查询，以确认真实的中止源，C6713是经过EMIF来完结CY7C68001的数据与指令的交流，在XC9572XL内部结构时序逻辑来完结DSP与USB芯片的通讯。其衔接如图2所示。
AIC23有2个接口，一个是操控口，用于设置AIC23的作业参数，另一个是数据口，用于传输AIC23的A/D、D/A数据，这部分与C6713的MCASP无缝衔接。衔接电路如图3所示，在本卡中AIC23装备成主形式，AIC23的操控口运用2线制的I2C方法，其间CS的反是片选信号，低电平有用；SDIN是AIC23操控口串行数据输入，SCLK是AIC23操控口的位-时钟。数据口运用I2S方法，与DSP的MCASP0衔接，其间，BCLK标明数据口位-时钟信号，LRCIN标明数据口DAC输出的帧同步信号，LRCOUT标明数据口ADC输入的帧同步信号，DIN标明数据口DAC输出的串行数据输入，DOUT标明数据口ADC输入的串行数据输出。BCLK由AIC23发生，MCASP0的发送与接纳时钟均由A%&&&&&%23来供给。
DSP外部扩展了2片现代半导体公司的（4 Bank1M16位）HY57V641620HGT-P SDRAM，供给DSP程序运转器材所需的动态存储空间。SDRAM的片选信号直接与DSP的EMIFA外设的信号相连，然后使SDRAM被映射到DSP的0x80000000-0x80FFFFFF地址范围内。在对SDRAM进行读/写拜访前，需经过EMIF的操控寄存器CE0CTL将空间装备为32位SDRAM存储器接口，经过SDCTL、SDTIM、SDEXT等寄存器设置SDRAM的读/写时序和参数，DSP与SDRAM的衔接如图4所示。
别的，扩展了AMD公司的一片Am29LV320D（4M8位/2M16位）Flash存储器，用于保存上电引导的用户程序。假如DSP选用ROM引导形式，则在DSP复位之后，DSP会把EMIF的CE1空间的1KB的ROM代码搬移到片内RAM空间，然后完结自举引导，所以本规划中把Flash的片选信号衔接到了DSP的EMIF的引脚，然后使Flash映射到DSP的0x90000000-0x900FFFFF地址范围内。因为Flash是以8位进行拜访的，所以其物理地质以8位为单位进行编址。DQ15/A-1引脚的”A-1″标明字节形式，故将EA2与DQ15/A-1引脚衔接。Flash的接口示意图如图5所示。
2 软件规划
在USB固件的开发进程中，运用了固件架构来进行固件的开发，将整个程序按功用区分成了6个功用模块：主循环模块、厂商界说恳求处理模块、规范设备恳求处理模块、中止服务程序模块、指令接口模块和数据接口模块，DSP一旦上电就需求初始化PLL寄存器、EMIF寄存器、CSL库初始化和中止装备。设备上电后，主机经过设备的上拉电阻发生的信号改变来检测新的设备衔接，然后判别CY7C68001是否准备好，假如准备好就翻开中止，加载描绘符，等候自举成功；一旦自举成功就初始化CY7C68001，查看事情标志并进入对应的模块程序做进一步的处理。主循环模块的流程如图6所示。
中止处理子程序首要判别中止的发生源，然后进行相应的处理、设置。中止信号USBINT运用C6713的外部中止EXT_INT5，给出的外部信号指示DSP有中止发生或USB寄存器读恳求。详细流程如图7所示。
USB设备驱动程序首要是经过调用微软的USBD.SYS来完结PC机与USB总线的数据交流，其首要功用是为相应的USB设备树立设备驱动方针，并完结对USB设备的初始化、对USB设备的即插即用功用和电源的办理，完结对USBD.sys的调用以及对USB设备的操控与数据的交流。咱们运用了第三方的开发工具–Numega公司的Driverstudio进行开发，DriverStudio能加快开发、调试、测验、调整和装备WDM驱动程序。DriverWorks框架结构为USB设备驱动程序的开发供给了3个类：KUsbLowerDevice、KusbInerface和KusbPipe，用于完结USB设备的操作。KUsbLowerDevice类是KPnPLowerDevice类的派生类，它承继了KPnPLowerDevice类的成员函数，首要用于逻辑设备（底层USB设备）的编程。KUsbLowerDevice类实例代表端点0，答应USB驱动程序经过默许操控管道操控USB设备，如装备USB设备、传输各种操控状况和恳求，KUsbInerface类用于接口的编程，它的作用更多的是结构上的而非功用上的，其成员函数简直不与实践物理设备交互作用，设备驱动程序运用这个类能够获得接口和管道的信息。KUsbPipe类用于管道的编码，管道是主机和端点的一个信息衔接，只要深刻理解这3个类，才干进行USB设备驱动程序的编写，本规划中要为Windows XP开发一个设备驱动程序，DriverWork供给共同的DriverWizard能够主动生成代码，精心制作的类库减少了对简略接口的杂乱操作。
运用程序的首要功用是完结对数据收集体系的操控收集和数据处理，并在核算机中显现处理结果，在Win32体系中，把每一个设备都笼统为文件，经过调用Win32 API函数运用程序，向设备驱动程序宣布特定的IRP恳求，就能够完结运用程序与WDM驱动程序通讯，设备驱动程序得到恳求后，向更底层驱动程序传递IRP恳求，最终抵达硬件设备，完结对硬件设备的操控与拜访操作，这个通讯进程大致可这样描绘：运用CreateFile（）函数翻开设备并创立到设备的衔接；然后用DeviceIoControl（）函数或许ReadFile（）函数、WriteFile（）函数与WDM驱动程序进行通讯，包含从驱动程序中读取数据和写入数据两种状况。运用程序退出时，用CloseHandle（）函数封闭设备。
语音收集板卡用USB2.0接口来施行数据传送，完结厂商界说恳求的处理功用，以及语音收集、传送到主机以*.dat格局文件保存、主机读取*.dat格局传送到语音收集板卡、语音回放功用。实践证明，回放的语音信号明晰，失真度低，作用杰出。
结语
本文讲DSP的高速数据处理才能与USB2.0接口的高速数据传输才能有机结合，选用TMS320C6713和USB2.0接口规划完结了一个语音信号收集体系。试验标明：USB接口作业正常，语音收集卡运转安稳，实时性高，具有较高的精度，固件程序、USB设备驱动程序和运用程序都能正常地运转，且具有运用便利、性价比高的长处，经过主机界面可便利地操控语音信号的收集和播映，并可将收集到的语音数据经过USB接口高速传输到核算机进行存储和回放，达到了语音收集体系的规划方针。
