杨翠军， 钱 敏， 朱 静

（苏州大学 微电子系，江苏 苏州 215021）

0 引言

数字音频技术日益被关注和研究，诸如语音加密[1]、语音识别[2]、数字音效处理等在生产生活中有着广阔的应用前景。随着人们对语音质量的要求越来越高，对语音芯片和相关处理器也提出了更高的性能要求[3]。项目采用 SOPC技术设计了一种嵌入式数字音频处理系统。可编程片上系统，是 Altera公司提出来的一种灵活、高效的片上系统（SOC）解决方案，是一种新的软硬件协同设计的系统设计技术。它将处理器、存储器、I/O口、低电压差分信号接口（LVDS）、时钟与数据恢复（CDR）等功能模块集成到一个可编程器件上，构成一个可编程的片上系统[4]。项目中利用该技术在 FPGA芯片上配置 Nios Ⅱ软核处理器并配合语音芯片TLV320AIC23来搭建硬件平台，并利用软件集成开发环境Nios Ⅱ IDE进行软件设计来控制整个系统工作，实现了数字音频的高速实时采集与回放功能。

1 系统结构及工作原理

系统结构中主要有模拟音频输入源数字通用光盘播放器（DVD），Altera公司 Cyclone Ⅱ系列的EP2C35芯片，语音芯片TLV320AIC23及耳机组成，整个系统的结构框如图1所示。系统的工作原理为：从 DVD混合 2声道输出模拟音频，经过TLV320AIC23内部的A/D转换器转换为串行音频数字流，进入已配置有Nios Ⅱ CPU和其他相关接口模块的 FPGA，由其对该数字音频进行接收、并利用SDRAM来协助CPU对数据进行存取，最后发送至TLV320AIC23内部的D/A转换器，转换为模拟音频提供给耳机回放。

图1 系统硬件结构

2 Avalon总线

Avalon总线是Altera公司开发的一种专用的内部总线技术，主要用于片内处理器与外设之间的通信。……