在實際生活中,，當(dāng)聲源遇到物體時一般會發(fā)生反射,，反射的聲波和聲源聲波一起傳輸，聽者會發(fā)現(xiàn)反射聲波部分比聲源聲波慢一些從而形成回音,。而現(xiàn)在,，在已知一個數(shù)字音源后，也可以利用計算機,，以數(shù)字方式通過計算來模擬回聲效應(yīng),。簡單地講。就是在原聲音流中疊加延遲一段時間后的聲流來實現(xiàn)回音效果,。如此產(chǎn)生的回音,，我們稱之為數(shù)字回音。
1 主要器件介紹
本設(shè)計選用的TLV320AIC23是TI公司生產(chǎn)的一款高性能的多媒體數(shù)字語音編解碼器,，它的內(nèi)部ADC和DAC轉(zhuǎn)換模塊帶有完整的數(shù)字濾波器,，其數(shù)據(jù)傳輸寬度可以是16位、20位,、24位和32位,，采樣頻率范圍為8～96 kHz，并可通過控制接口來編輯該器件的控制寄存器,，同時可支持SPI和I2C兩種控制模式,。TLV320AIC23的控制模式由MODEM管腳決定，本系統(tǒng)選用I2C模式,。
TMS320VC5509A是TI公司C5000 DSP系列中的新一代產(chǎn)品,。該DSP對C54X有很好的繼承性。并與C54x源代碼兼容,，從而有效地保護用戶在軟件上的投資,。TMS320VC5509A功耗低、成本低,，并可在有限的功率條件下保持最好的性能,。
2 系統(tǒng)方案設(shè)計
2.1 系統(tǒng)工作原理
該回音系統(tǒng)中的I2C接口模塊由串行數(shù)據(jù)SDA和串行時鐘SCL組成，SDA和SCL均為雙向接口,。連接在同一總線上的I2C設(shè)備可以工作在多主線工作模式下,。包括TMS320C55x DSP在內(nèi)的每個I2C設(shè)備都有唯一的設(shè)備地址可供軟件尋址。其中，主設(shè)備用于發(fā)送時鐘并啟動數(shù)據(jù)傳輸,，被主設(shè)備尋址的則為從設(shè)備,。這些設(shè)備根據(jù)各自的功能，既可以作為發(fā)送器,，也可以作為接收器,。
當(dāng)系統(tǒng)進行初始化配置時，DSP通過I2C總線將配置命令發(fā)送到TLV320AIC23,，并在配置完成后TLVAIC23開始工作,。
對于DSP的多通道緩沖串口(MCBSP)設(shè)置，由于TLV320AIC23采樣輸出的是串行數(shù)據(jù),，因此,，需要協(xié)調(diào)好與之相配的DSP的串行傳輸協(xié)議。因而必須對DSP的串口進行正確設(shè)置,。MCBSP串口一般可通過六個引腳讓數(shù)據(jù)通路和控制通路與外部設(shè)備相連,。數(shù)據(jù)經(jīng)MCBSP串口與外沒的通信一般通過DR和DX腳來傳輸，控制同步信號則由CLKX,、CLKR,、FSX、FSR等四引腳來完成,。由于MCBSP串口的數(shù)據(jù)線DR和DX帶有緩存寄存器,，而幀同步信號FSX、FSR以及時鐘信號CLKX,、CLKR都具有可編程性,，因此，它與TLV320A-IC23之間的接口設(shè)計非常靈活,。從這些特點可以看到：將MCBSP串口設(shè)置為SPI模式,，并使串口的接收器和發(fā)送器同步，然后由TLV320AIC23的幀同步信號LRCIN,、LRCOUT啟動串口傳輸,，同時將發(fā)送接收的數(shù)據(jù)字長設(shè)定為32 Bit (左聲道16Bit，右聲道16 Bit)單幀模式,，就可以方便地實現(xiàn)與TLV320AIC23之間的無縫連接,。
輸入語音信號時，TLV320AIC23先通過其中的AD轉(zhuǎn)換采集輸入的語音信號,，每采集完一個信號便將數(shù)據(jù)發(fā)送到DSP的McBSP接口上,，以便DSP可以讀取語音數(shù)據(jù)。每個數(shù)據(jù)均為16位無符號整數(shù),，左右通道各有一個數(shù)值,。
語音信號輸出時,，可由DSP將語音數(shù)據(jù)通過McBSP接口發(fā)送給TLV320AIC23，再由TLV320AIC23的DA器件將他們變成模擬信號輸出,。
2.2 硬件電路設(shè)計
TLV320AIC23能在數(shù)字和模擬電壓下工作，并可與TMS320C55x DSP的I／O電壓兼容,，因而能夠?qū)崿F(xiàn)與C55x DSP的McBsP (多通道緩沖串口)端口的無縫連接,，以使系統(tǒng)設(shè)計更加簡單。
系統(tǒng)中,，TLV320AIC23的主時鐘11.2896MHz直接南DSP時鐘產(chǎn)生,，MODE接數(shù)字地表示利用I2C控制接口來對TLV320AIC23數(shù)據(jù)進行傳輸控制。SCLK和SDIN是TLV320AIC23控制端口的移位時鐘和數(shù)據(jù)輸入端,，它們將分別與TMS320VC5509的I2C模塊端口SCL和SDA相連,。TMS320VC5509A的MCBSP0應(yīng)工作在SPI模式下，這樣可使MCBSP0的接收器和發(fā)送器同步,。收發(fā)時鐘信號CLKX0和CLKR0由TLV320AIC23的串行數(shù)據(jù)傳輸時鐘BCLK提供,，并由TLV320AIC23的幀同步信號LRCIN、LRCOUT啟動串口數(shù)據(jù)傳輸,，DX0和DR0分別與TLV320AIC23的DIN和DOUT相連,，可用于完成DSP與TLV320AIC123之間的數(shù)字通信。
2.3 軟件設(shè)計
本系統(tǒng)的軟件主要由程序和數(shù)字回音處理程序兩部分組成,。其中主程序主要完成系統(tǒng)的初始化,，如EMIF(外部存儲器接口)、CPU頻率,、TLV320AIC23的初始化等,，結(jié)束之后，再循環(huán)調(diào)用數(shù)字回音模塊,；數(shù)字回音模塊主要用于初始化語音緩沖區(qū)和工作變量,、讀取語音數(shù)據(jù)并保存，然后根據(jù)延遲參數(shù)讀回保存數(shù)據(jù),，并根據(jù)音效參數(shù)與當(dāng)前聲音混響把最后的語音數(shù)據(jù)輸出到McBSP0,。
在對TLV320AIC23寄存器進行寫操作時，應(yīng)注意：
(1)在寫過一次I2C地址后,，只能對一個寄存器進行寫操作,，而不能一次性對所有寄存器進行寫操作。也就是說,，在寫每個寄存器之前都要按部就班的寫一遍I2C地址,。
(2)I2C模式下，數(shù)據(jù)是分為三個8 Bit寫入的,，而TLV320AIC23有7位地址和9位數(shù)據(jù),，也就是說,，需要把數(shù)據(jù)項上面的最高位補充到第二個8Bit中的最后一位。
(3)存對控制寄存器編程時,，對應(yīng)于每一次工作狀態(tài)的改變,，不能僅僅修改某個寄存器的值，而要對這十個寄存器都重新寫入一遍,，否則,，系統(tǒng)將無法正常工作，而且應(yīng)首先寫0到初始化寄存器以啟動初始化,，同時還應(yīng)塒所有寄存器進行復(fù)位處理,。
2.4 系統(tǒng)效果的實現(xiàn)
編程過程中，在選擇需要制作數(shù)字回音時,，同時可選擇設(shè)置兩個參數(shù)delay和effect,。這樣，在產(chǎn)生回音時,，就可分別調(diào)整這兩個參數(shù),，從而調(diào)整和控制回音的延時及響度。系統(tǒng)工作時,，假如話筒里有聲音輸入,，我們可以在聽筒里聽到兩個聲音，其中一個是原聲,，而另一個就是制作的數(shù)字回音,，數(shù)字回音的延時及強弱可由參數(shù)delay和effect決定。
如有必要,，還可通過適當(dāng)?shù)某绦蛟O(shè)計,，以在這個系統(tǒng)的基礎(chǔ)上實現(xiàn)二重回音、三重回音等,，也可以模擬真實場景里的多重回音效果,。
3 結(jié)束語
20世紀90年代以后，DSP芯片的發(fā)展突飛猛進,。其功能日益強大,，性價比也不斷上升，開發(fā)手段不斷改進,。DSP芯片已成為集成電路中發(fā)展最快的電子產(chǎn)品,。DSP芯片迅速成為眾多電子產(chǎn)品的核心器件，而DSP系統(tǒng)也被廣泛地應(yīng)用于當(dāng)今技術(shù)革命的各個領(lǐng)域,，可以說,，基于DSP技術(shù)的開發(fā)應(yīng)用正在成為數(shù)字時代應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域的一種潮流，本系統(tǒng)只是DSP系統(tǒng)應(yīng)用的一個實例,。