文 献 综 述
一、课题研究背景
在信息化日益加速的现代，各种高科技产品层出不穷，使得人们的生活也变得更加方便和快捷，伴随着宽带网络的飞跃发展，数字多媒体也进入了一个更为广阔的空间[1]。现今各种各样的业务也围绕着数字多媒体而展开，多媒体的发展也就是声音和图像的发展，即视频和音频的发展，其中音频的发展显得特别重要。随着音频系统的不断开发，人们的生活变得丰富多彩，在我们的信息生活中，早就出现了数字音频广播，音频会议等[2]。数字音频技术的出现与应用为人类带来的影响是巨大的，每个人都活在一个几乎数字化的世界之中，数字音频技术则是其中应用最为广泛的数字技术之一，数字音频技术早已经在全球范围内发展开来。因此对音频技术的进一步开发具有重要的意义。随着电子技术，计算机技术和通信技术的迅猛发展，数字信号处理技术已广泛地深入到人们生活等各个领域。其中语音处理是数字信号处理最活跃的研究方向之一，在IP电话和多媒体通信中得到广泛应用。音频系统的发展是当前科学研究的一个重要方向，音频采集处理技术在信息处理技术中占有非常重要的地位，它涉及工业检测、医疗设备、军事、通信、消费电子等诸多领域[3~5]。
二、现有技术
目前主要流行两种数字信号处理方式：一种是基于可编程专用 DSP（Digital Signal Processor）处理器，例如德州仪器（Texas Instruments,TI）和Motorola等公司提供的数字信号处理器其中DSP实现方法具有实现简便、程序可移植性强、处理速度快等优点DSP的应用领域非常广泛，自从20世纪70年代DSP问世以来，其独特的结构和快速实现各种数字信号处理算法的优点，使得它在通信、雷达、声纳、语音合成和识别、图像处理、影视、高速控制、仪器仪表、医疗设备、家用电器等众多领域获得广泛的应用[6~8]。随着计算机技术和超大规模集成电路工艺的发展, DSP芯片性能价格比不断提高。在现代电子、通信以及自动控制技术中占有重要地位。DSP开发方式主要用于高级语言结合部分汇编语言编程，不需要开发者对处理器的芯片结构和电路设计具有深入的了解，应用开发主要围绕算法设计和程序设计。在音频信号处理中常常使用DSP来完成信号的滤波、压缩等操作，而音频信号本身是模拟信号，这就需要先用ADC把模拟的音频信号变为数字信号，送DSP处理之后在用DAC将其还原为模拟音频信号[9~11]。
另一种是基于集成电路设计，其中包括基于FPGA的信号处理。当前主流的 FPGA芯片除了可用于搭建逻辑电路的基本硬件资源外，还有一个或多个嵌入式处理器核（如Xilinx的Spartan/Virtex-II Pro等芯片）。随着微电子技术的高速发展和可编程器件的广泛应用，FPGA为代表的大规模集成可编程逻辑器件也越来越多地应用在高速数据采集处理领域。FPGA发展的高集成度、低功耗方向的迅速发展使得FPGA的性能将越来越优秀，芯片的集成规模越来越大而设计周期却越来越短[12]。另外一个不可忽略的特性是FPGA具有用户可编程性能和现场可编程能力，系统硬件可被编程配置，应用起来极其灵活方便。因此在高速数据采集系统中应用FPGA将会使得系统整体体积更小，可靠性更高，性能更优越。FPGA为代表的大规模集成可编程逻辑器件也越来越多地应用在高速数据采集处理领域[13]。
三、解决方案
为了实现将麦克中采集到的的音频信号转化输出，可以通过在DSP处理器上实现。在DSP处理器上开发算法程序的传统做法是：完成了算法的理论研究工作后，①将在计算机上编写相应的算法实现程序，然后进行仿真验证；（注：标点符号用中文的，全文查一遍）②根据使用的DSP处理器，编写相应的C语言程序，然后编译成目标程序在DSP处理器上调试运行。③将DSP处理器的输出结果与计算机上的仿真结果相比较，验证 DSP处理器的输出结果是否满足设计要求[14~16]。
软件部分主要包括DSP编程和PC编程。DSP编程的主要任务是初始化芯片和完成音频的处理算法。PC编程重点则是管理DSP操作和应用层软件编写。PC的编程包括 DSP接口部分和应用层编程部分。在PC程序的开始，与DSP接口部分的程序先调用初始化函数，将DSP程序下载到DSP（初始化程序在 DSP中载入一个很小的自举程序，然后通过自举程序一段一段地把全部程序载入 DSP）中。初始化完成后，与DSP接口部分程序再按自定义的“通信协议”在指定位置读出DSP处理结果帧或DSP的请求帧，并将它交给上一层(应用程序)处理。应用程序亦通过与DSP接口部分程序向DSP发出各种命令[17~20]。
四、总结
