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题目:嵌入式音频处理系统的设计与实现

关键词:嵌入式系统;音频处理;Windows;CE;驱动设计;EP9315;I2S

  摘要

音频处理技术是多媒体处理领域中具有发展潜力的技术之一。音频回放系统是将音频数据还原成人耳可闻的声音信号的设备。而目前常见的音频回放产品不能满足部分群体日益提高的要求,主要原因在于这些产品存在功能少、存储介质单一、音频接口支持不足等问题。将嵌入式技术应用于音频回放系统是提升其整体功能的有效解决途径,也是近年来的研究热点。论文针对音频回放系统的功能扩展,将嵌入式技术应用于音频处理系统中,设计并实现了一种嵌入式数字音频信号处理的软硬件平台。主要研究内容包括:1. 总结了音频处理系统的几种实现方案,分析了本系统的功能需求; 2. 采用了采用多处理器、模块化设计的系统硬件解决方案,以嵌入式操作系统为软件运行平台的软件解决方案;采用了以I2S总线实现音频数据传输,以I2C总线实现控制命令传输的数据传输方案;3. 完成了以EP9315为主控制器的系统主控板硬件设计,以数字音频处理器TAS3103为协处理器音频处理板的硬件设计;4. 实现了以SRC4392为核心的音频采样速率转换模块设计;采用高性能的音频DAC WM8741实现了数字信号到模拟信号的转换;完成了多种音频传输接口的设计; 5. 完成了Windows CE下音频接口、I2C接口等驱动程序设计;针对音频回放中数据传输连续性问题,采用了基于双缓存乒乓式访问的DMA数据传输方式;针对EP9315内部没有I2C控制器问题,实现了以GPIO为硬件接口,以软件形式实现I2C总线控制协议的程序设计;6. 实现了基于数字双二阶滤波器的音频参量均衡处理;并以此为基础模拟了几种常见的音效;经过对硬件、软件的分别测试,各功能模块工作正常,系统能够稳定的运行。