成利江，景新幸，杨海燕

(桂林电子科技大学 信息与通信学院，广西 桂林 541004)

基于SOC FPGA的车载语音识别系统设计

成利江，景新幸，杨海燕

(桂林电子科技大学 信息与通信学院，广西 桂林 541004)

针对车载语音识别系统对实时性要求高、小型化及低功耗等要求，提出了一种基于SOC FPGA的语音识别系统的设计方案。该系统采用软硬件结合的设计思路，语音信号采集及预处理部分由FPGA的Verilog DHL实现；特征参数提取及模式匹配算法由ARM核处理器在内核Linux系统上用C语言实现。硬件板级测试表明，该系统识别速度分别为DSP系统的4.59倍及嵌入式ARM系统的1.96倍。

语音识别；片上系统；可编程门阵列；梅尔倒谱

随着我国汽车的普及度不断提高，人们对汽车驾驶的舒适性和安全性要求也越来越高，因此在汽车上安装语音识别系统将拥有较好的市场前景。车载环境下的语音识别系统在保证识别准确率的前提下，必须考虑系统实时性及小型化等问题，否则难以保证高速状态下汽车的安全性。

鉴于此，设计了基于FPGA的语音识别SOC系统[1]。该系统利用FPGA的Verilog HDL语言及ARM硬核Linux系统下的C语言实现语音识别，包括对WM8731音频编解码芯片的配置及语音预处理、特征提取及模式匹配算法的实现等，并对语音分帧加窗及端点检测等模块进行了硬件优化，在Quartus II中对Qsys及各个Verilog HDL下的自定义模块进行连线，通过DS-5进行底层硬件与软件的设置及调试。

1 语音识别系统原理

语音识别由语音的训练过程和识别过程组成。在语音训练时，通过录入说话人的语音并对语音信号进行分析，得到各帧语音信号的特征参数，以此为基础建立语音模型；……