ML7204和PicoBlaze軟核處理器實(shí)現低速話(huà)音編解碼系統
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ML7204專(zhuān)用語(yǔ)音處理器可提供多種速率的編解碼功能，包括A律和U律2種不同的PCM和G．729A低速壓縮話(huà)音編解碼。該器件內置FIF0緩存器，具有合成語(yǔ)音質(zhì)量高、抗誤碼性能好等特點(diǎn)，并在語(yǔ)音通信，特別是VoIP系統中應用廣泛?；?051構架的開(kāi)源微處理器內核PicoBlaze配合FPGA解決常量編碼可編程狀態(tài)機(KCPSM)問(wèn)題，可以使系統同時(shí)具備處理復雜控制和時(shí)序邏輯的能力。這里介紹了ML7204的基本性能和工作原理，微處理器內核PicoBlaze的開(kāi)發(fā)流程及其使用方法，并且給出通過(guò)PicoBlaze配置、控制ML7204實(shí)現單路G．729A語(yǔ)音編解碼的系統設計方案。
1 ML7204功能簡(jiǎn)介
ML7204具有如下特點(diǎn)：內置640字節FIF0，為數據收發(fā)提供緩存；支持ITU的G．711、G．729A等分組語(yǔ)音處理標準；回音抵消和抑制、靜音檢測和舒適噪音等提高分組語(yǔ)音處理性能；收、發(fā)增益控制；以數據、地址總線(xiàn)方式訪(fǎng)問(wèn)控制寄存器。
ML7204分組語(yǔ)音處理器件的接口是從硬件連接和功能兩方面考慮，包括語(yǔ)音、PCM、中斷、時(shí)鐘、處理器等接口。其中，語(yǔ)音接口(Voice I／F)模擬話(huà)音信號的輸入輸出，內置可調增益放大器和A／D和D／A轉換器；PCM接口(PCM I／F)用于非壓縮語(yǔ)音信號的輸入輸出，為64 kb／s率或a率壓擴的PCM信號；中斷接口(INT I／F)提供異常狀況的信號指示；時(shí)鐘接口(CLK I／F)既可外置晶體，也可直接輸入時(shí)鐘信號，時(shí)鐘頻率12．288 MHz；處理器接口(MCU I／F)包括8位數據、地址總線(xiàn)以及讀、寫(xiě)使能、片選信號，實(shí)現微處理器與ML7204的通信，并實(shí)現微處理器對ML7204的控制、以及ML7204的狀態(tài)檢測。ML7204有復位、初始化配置、運行3種工作模式，如圖1所示。ML7204上電后，復位信號有效(PDNB=0)時(shí)，內核重啟，則ML7204進(jìn)入復位模式(Power Down State)；初始化配置模式(Initial State)是當復位信號釋放(PDNB=1)時(shí)，所有狀態(tài)重置等待處理器配置。處理器通過(guò)修改控制寄存器完成器件的初始化配置；初始化完成后器件進(jìn)入運行模式(OperationState)，開(kāi)始正常運行，此時(shí)通過(guò)設置PDNB或控制寄存器的軟復位信號使ML7204重新進(jìn)入復位模式等待初始化。
2 微處理器內核PicoBlaze簡(jiǎn)介
PicoBlaze的特點(diǎn)如下：Xilinx公司專(zhuān)為Virtex、Spartan系列FPGA和CoolRunner系列CPLD設計的嵌入式專(zhuān)用8位微處理器IP Core；占用邏輯資源少，只占96 slices(Sparta-3X(22S200E資源的5％)：運行速度快，最高可達40 MI／s；指令集豐富，包括邏輯操作、輸入，輸出、算術(shù)運算等指令；開(kāi)源、免費的編譯器kcpsm3。
PicoBlaze微處理器接口從數據和控制兩方面考慮，包括復位、時(shí)鐘、讀信號、寫(xiě)信號、數據輸入、數據輸出等接口。如圖2所示。
復位接口(reset)是異步復位、高有效、清除PicoBlaze內核所有狀態(tài)，但不清除程序代碼；時(shí)鐘接口(clk)是輸入主時(shí)鐘，最高速率35 MHz；地址總線(xiàn)接口(port_id[7：0])為PicoBlaze內核的地址總線(xiàn)，持續2個(gè)時(shí)鐘節拍有效；數據總線(xiàn)接口(out_port[7：0])是PicoBlaze內核的數據總線(xiàn)，持續2個(gè)時(shí)鐘節拍有效；讀信號接口(read_strobe)是讀脈沖信號，當該信號為高時(shí)，port_id[7：0]輸出有效數據；寫(xiě)信號接口(write_strobe)，寫(xiě)脈沖信號，當該信號為高時(shí)，port_id[7：O]輸入有效數據。
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