基于A(yíng)RM的嵌入式語(yǔ)音存儲系統設計

3．3 IDE硬盤(pán)控制模塊

IDE接口是硬盤(pán)和光驅普遍使用的外部接口，接口采用16位數據總線(xiàn)并行傳送，體積小、速度快，兼容性強。IDE接口主要有可編程輸入輸出(Programming Input Output，PIO)和直接內存訪(fǎng)問(wèn)(Direct Mcmory Access，DMA)兩種傳輸模式。PIO模式占用大量的系統資源，數據傳輸速率較低；DMA模式需要額外的驅動(dòng)程序或設置，系統資源占用少、執行效率較高。本設計選擇DMA模式。

S3C2440A與硬盤(pán)接口如圖5所示。其接口信號分為片選信號、數據信號和控制信號3個(gè)部分。硬盤(pán)上寄存器分為兩組，分別由／CS0和／ CS1選中其中的一組，A0～A2引腳用于組內寄存器尋址，包括數據寄存器、錯誤寄存器、扇區計數器、扇區號寄存器、低柱面號寄存器、高柱面寄存器、狀態(tài)寄存器和命令寄存器。數據線(xiàn)D0～D15用于數據的雙向傳輸。／DIOR、／DIOW是讀寫(xiě)控制信號；／Reset是硬盤(pán)復位信號；DMARQ(DMA請求信號)和／DMACK(DMA應答信號)是專(zhuān)用于DMA模式的信號。

4 系統軟件實(shí)現

4．1 語(yǔ)音數據的采集

語(yǔ)音采集部分主要是完成UDA1341TS驅動(dòng)程序的編寫(xiě)，其初始化相關(guān)代碼如下：

端口初始化包括L3總線(xiàn)接口和I2S接口的設置，首先將與L3接口相連的通用I／O口GPB2、GPB3、GPB4設置為輸出模式，然后設置與I2S控制器輸出信號相關(guān)的GPIO引腳，將GPE0～GPE4這5個(gè)引腳設置為I2S接口的信號模式。UDA1341TS芯片初始化部分包括L3接口時(shí)序和協(xié)議的模擬，完成采樣速率、數據格式等參數的設置。系統采樣速率為8 kHz，使用時(shí)鐘為384 fs，數據輸入格式設置為MSB-Justifled模式。接下來(lái)通過(guò)“audio_init_dma()”申請DMA通道，輸出音頻緩沖區的DMA通道設為通道2，輸入音頻緩沖區的DMA通道設為通道1。若初始化失敗會(huì )返網(wǎng)相應的錯誤標志，初始化成功后方可進(jìn)行后續操作。

4，2 IDE接口函數

硬盤(pán)驅動(dòng)程序實(shí)現分為設備初始化、打開(kāi)設備、設備I／O操作和釋放設備等幾部分。要完成硬盤(pán)數據交換的工作，就需要對寄存器進(jìn)行頻繁的讀寫(xiě)操作，為了方便在程序中的調用，把這些和硬件操作密切相關(guān)的操作都寫(xiě)成了接口函數，其函數說(shuō)明略——編者注。

4．3 系統主程序流程

主進(jìn)程開(kāi)始后首先初始化采樣參數，包括采樣速率、采樣點(diǎn)數、數據存儲格式及采樣通道，若初始化不成功會(huì )返回相應的錯誤標志，并作出相應的出錯處理，成功后可繼續下一步操作。然后通過(guò)鍵值判斷數據的存儲區是選擇Flash還是選擇硬盤(pán)，并初始化相應的存儲區，這是保證系統在沒(méi)有外擴硬盤(pán)的情況下也能正常運行，只不過(guò)是數據存儲量較小而已；若選擇操作硬盤(pán)，但硬盤(pán)未連接，仍然會(huì )返回相應的錯誤標志，并進(jìn)入出錯處理函數繼續執行。接下來(lái)根據鍵值判斷是否進(jìn)行壓縮處理，若進(jìn)行壓縮處理，則相應的編解碼標志置位；根據該標志確定是否啟動(dòng)編解碼進(jìn)程，即系統能存儲未壓縮的數據，也能存儲壓縮后的數據，可以根據需要進(jìn)行適當的選擇。啟動(dòng)A／D轉換進(jìn)程并進(jìn)行語(yǔ)音數據的存儲，相當于錄音的過(guò)程；數據存儲完成后，即錄音結束后，啟動(dòng)D／A轉換進(jìn)程進(jìn)行語(yǔ)音播放。錄音和播放可以同時(shí)進(jìn)行，為了測試方便，這里把這兩個(gè)過(guò)程分離開(kāi)來(lái)。

總的來(lái)說(shuō)，系統主進(jìn)程創(chuàng )建了A／D、D／A轉換進(jìn)程和編解碼進(jìn)程，結合Linux的共享機制和進(jìn)程間通信等手段，實(shí)現了語(yǔ)音信號的采集、壓縮、存儲、回放等環(huán)節。

系統主程序流程圖略——編者注。