ML7204和PicoBlaze軟核處理器實(shí)現低速話(huà)音編解碼系統

該系統主要由話(huà)音信號處理、系統邏輯控制、傳輸復分接、時(shí)鐘處理4個(gè)單元組成。其中，話(huà)音信號處理單元主要由ML7204和簡(jiǎn)單外圍器件組成，完成模擬話(huà)音信號與G．729A壓縮編碼信號之間的相互轉換；系統邏輯控制單元由PicoBlaze內核組成，完成與ML7204的數據傳輸；傳輸復分接單元由FPGA片內邏輯單元組成，完成拆、組幀及并、串轉換。時(shí)鐘處理單元為ML7204提供高穩定時(shí)鐘信號。
由話(huà)機模擬電路輸出的模擬話(huà)音信號經(jīng)話(huà)音信號處理單元，實(shí)現PCM編碼、G．729A壓縮編碼，再通過(guò)并行MCU I／F接口輸出速率為8 kHz的G．729A壓縮編碼數據，系統邏輯控制單元讀取壓縮編碼數據，并送往傳輸復分接單元，進(jìn)行組幀、并串轉換，最終輸出成幀的串行碼流。相應地成幀的串行碼流先進(jìn)入傳輸復分接單元進(jìn)行幀同步檢測，讀取真正的話(huà)音數據，串并轉換后，再傳輸至系統邏輯控制單元，由PicoBl-aze內核將并行話(huà)音數據發(fā)送至話(huà)音信號處理單元，話(huà)音數據經(jīng)解壓縮、PCM解碼，恢復模擬話(huà)音信號。
ML7204的數據傳輸采用總線(xiàn)方式，即A[7：0]、D[7：0]分別是8位數據、地址總線(xiàn)；FROB、FRlB、INTB、CSB、RDB、WRB分別為讀使能、寫(xiě)使能、中斷、片選、讀信號、寫(xiě)信號。ML7204有10 ms幀和20 ms幀兩種數據幀格式，這里采用10 ms幀格式。ML7204以10 ms為周期全雙工并行工作。每隔10 ms，ML7204拉低讀使能信號FROB，表示已經(jīng)準備好完整的一幀數據，外部PicoBlaze微處理器通過(guò)連續10次拉低片選信號CSB、讀信號RDB讀出一幀數據。相應，每隔10 ms，ML7204拉低寫(xiě)使能信號FRlB，表示解碼處理新的一幀數據，外部PicoBlaze微處理器可以通過(guò)連續10次拉低片選信號CSB、寫(xiě)信號WRB寫(xiě)入一幀數據。圖4是ML7204電路原理圖。

4 系統軟件設計
該系統軟件主要是對ML7204初始化配置、工作狀態(tài)控制．ML7204的配置方式是修改控制寄存器。工作時(shí)，FPGA內嵌PicoBlaze內核首先對ML7204復位，復位成功后，PicoBlaze內核通過(guò)MCU I／F接口修改控制寄存器，設置其工作方式，包括語(yǔ)音編碼方式、語(yǔ)音信號幅度、數據幀長(cháng)度等，最后FPGA內部邏輯處理單元配合PicoBlaze內核完成分組語(yǔ)音數據的讀寫(xiě)及傳輸。ML7204共有48個(gè)控制寄存器CR0～CR47，分別對應于地址00H～2FH，每個(gè)控制寄存器有8 bit數據，分別標識不同的配置選項。保留地址80H、81H分別對應分組話(huà)音編解碼數據的讀、寫(xiě)地址。圖5為軟件工作流程。