近年来，电子技能的开展促进了多媒体设备的昌盛，一起跟着人们对便携式设备和可移动终端的广泛需求，使得低功耗成为了这类电 子设备最大的技能难题之一。低功耗意味着在同一时刻段内涵相同条件下移动终端耗费的能量更少，使得此类设备有更长的续航作业时刻。低功耗规划下降了体系功 耗，进步了能量使用率。
ARM微处理器因其高性能和低功耗的特性，特别合适于便携式设备的开发与应用。本文规划了一种根据ARM的低功耗语音去噪体系，为应用于便携式移动的语音去噪设备供给了一种很好的规划思路和办法。
1 算法规划
谱减法的原理就是在频域将噪声的频谱重量从带噪语音信号的频谱中减去。其规划思维是在假定加性噪声与短时平稳的语音信号彼此独立的条件下，从带噪语音信号的功率谱中减去噪声的功率谱，然后得到去噪后较纯洁的语音频谱。
由此可得原始语音的估计值。针对人耳对相位的不灵敏这一特色，能够用原始带噪语音的相位谱替代去噪后语音信号的相位谱。
整个算法的流程如图1所示。
2 硬件规划
2.1 主控CPU芯片选型
本体系要求低功耗，传统的信号处理体系大多选用DSP，DSP芯片尽管数据处理才干强壮，可是本身功耗太高，因而不适用于低功耗规划的要求，加之DSP内部外设品种很少，如不具有A/D和D/A等模块，关于体系规划，添加这些功用模块无疑又会添加功耗。
LPC1756是NXP(恩智浦)公司推出的高度集成和低功耗的32位嵌入式处理器，内核构架为 32位高性能ARM Cortex-M3 CPU，具有3级流水线和哈佛结构总线，LPC756具有256 kB片上Flash和32 kB SRAM，时钟频率可高达120MHz，指令履行速度最高为150 MIPS，作业在最高频率时，所耗电流也仅为数十毫安。LPC1756具有许多丰厚的外设：一个12位模数转化器(ADC)，高达8个输入通道;一个10 位数模转化器(DAC);4个32位通用定时器;8个DMA通道等。此外，具有80个引脚的LPC1756的封装体积为12x12x1.4 mm.总归，该芯片具有处理速度快、功用丰厚、体积小和性价比高级长处。因而契合本体系规划要求。
为了习惯低功耗规划的要求选用LPC1756片内ADC模块和DAC模块。为了节省CPU处理数据的时刻，在收集端和输出端均选用DMA传输形式。
2.2 大电压差电源规划
在本体系中，要求输入电压为26 V直流电压，输出电流不超越60 mA.ARM处理器所需供电电压为2.4~3.3 V.现在盛行的电源压降模块遍及选用线性稳压源和开关电源。线性稳压源常见的如LDO(低压差输出)模块，LDO原理是使用三极管基极电压来操控输入输出 端的电压差来取得输出所需电压的意图，而体系电流也要流经三极管，因而LDO在降压的一起，其本身的功耗也很大，LDO芯片的功耗：
P=(VIN-VOUT)*I (6)
式(6)中VIN为输入电压(转化前)，VOUT为输出电压(转化后)，I为输出电流。假定本体系电流为50mA，因而由式(6)可得LDO本身功耗P= (26-3.3)*50 mW=1 135mW，可见在这种高压差的LDO体系中，丢失的功率太大使得电源转化功率很低，这样在LDO芯片上会发生很大的热量，很简略烧坏电源芯片，不只会使 整个体系瘫痪，并且会形成安全隐患。可是LDO具有输出电压安稳、纹波小等长处，合适低压差电源转化。
开关电源常见的如DC-DC模块，开关电源的原理是使用开关的特性，经反应网络输出对应占空比的PWM信号来操控MOS管的栅极电压，然后到达输出预期电 压的意图，MOS管的漏源极间的导电沟道电阻十分小，因而耗费在开关电源上的功耗很小。因而鉴于开关电源输入电源规模宽、功耗小等长处，广泛在体系规划时 被选用。需求指出的是在用开关电源时，因为开关电源频频的开关特性，会使得输出电压的纹波和噪声较大，因而在规划时需考虑滤波和PCB布线等状况。
鉴于上述原因，本体系电源模块选用开关电源和LDO一起效果的架构，先用开关电源将输入电压(DC26V)转化至合适LDO输入电压(DC5V)规模内， 这样能够有用下降在LDO上的功耗;然后再使用LDO模块转化至体系所需的安稳电压(DC3.3V)，保证体系不受电源纹波的搅扰。开关电源芯片选用美国 国家半导体公司的LM2576开关电源，其具有电压输入规模宽、转化功率高以及带负载才干强等长处;LDO芯片选用美国TI公司的TPS79133芯片， 其具有输出电压安稳、纹波小等特色。
2.3 信号调度模块规划
输入为语音信号，经麦克风转化为电压信号，但这种电压信号很徽弱，一般为几十毫伏，需求经过扩大才干被A/D有用收集，为了进步扩大后信号的信噪比，在扩大前端应对信 号进行滤波处理，语音信号散布在300~3400 Hz之间，因而可对输入信号进行低通率波。又因为谱减算法的特性，去噪后信号的起伏较去噪前信号的起伏减小许多，所以对去噪后的语音信号也应当扩大和滤波 处理。
本体系选用飞思卡尔半导体公司的MC34119集成运放，该芯片具有宽电压输入(2.0~16 V)、对语音信号具有自习惯增益功用以及不需外部加直流偏置等特色。因为LPC1756内部A/D和D/A参阅电压为3.3 V，因而运放的输入(参阅)电压也应为3.3 V，信号增益是经过反应电阻与输入电阻之比来确认。即：
Gain=RF/RI (7)
在本体系中，输入增益设为10倍，输出增益设为3倍。低通滤波器选用美信半导体公司MAX7427集成芯片，该芯片具有功耗低(仅需0.8 mA)、外围电路简略等特色，且经过外接振动电容来核算上限截止频率，适用频率规模1~12000 Hz，契合本体系频率规模。
