基于DSP的有源降噪系統分析與研究

2 有源降噪系統的硬件設計

為實(shí)現此系統，其硬件設計框圖如圖2所示。

圖1中的傳聲器MIC1、MIC2拾取的噪聲信號和誤差信號，經(jīng)過(guò)三極管放大后，進(jìn)行防折疊濾波處理以及模-數轉換，將數字信號直接送入DSP和主機中，對實(shí)驗數據進(jìn)行分析，將得到的控制信號進(jìn)行數-模轉換，經(jīng)平滑濾波、放大后驅動(dòng)圖1中的揚聲器S,使控制信號和噪聲信號相疊加，完成有源降噪的過(guò)程。

2.1 ADSP-2111信號處理器

系統中數字信號處理器選用AD公司的16位定點(diǎn)的ADSP-2111芯片，其核心結構如圖3所示,特點(diǎn)如下：

(1)ADSP-2111芯片采用哈佛結構，片內有6條總線(xiàn)(1條程序總線(xiàn)、2條數據總線(xiàn)、2條地址總線(xiàn)和1條DMA總線(xiàn))，這種分離的程序總線(xiàn)和數據總線(xiàn)，可允許同時(shí)獲取指令字(來(lái)自程序存儲器)和操作數(來(lái)自數據存儲器)，而互不干擾。這樣可以在1個(gè)周期內同時(shí)準備好指令和數據，對于數字信號處理中的許多運算，要比一般的單片機速度快得多，這對于實(shí)時(shí)性要求非常高的噪聲控制來(lái)說(shuō)，是非常必要的。

(2)ADSP-2111采用流水線(xiàn)操作，以減少指令的執行時(shí)間。執行一條指令要通過(guò)取指令、譯碼、取操作數和執行幾個(gè)階段，流水線(xiàn)操作使4條不同的指令處于激活狀態(tài)，這極大地提高了運算速度，體現了DSP的優(yōu)越性能。同時(shí)，其內部含有硬件乘法/累加器，從硬件上實(shí)現了乘法器和累加器的并行工作，可在單指令周期內完成1次乘法并將運行乘積求和的運算。

(3)ADSP-2111是帶有主機接口HIP(Host Interface Port)的芯片,能較方便地與PC機接口。HIP為并行I/O口，允許ADSP-2111做主機存儲器映像的外設，其操作速度與ADSP-2111的總線(xiàn)速度相似，主機對DSP程序的加載及與DSP之間的數據通信均通過(guò)HIP接口來(lái)完成。