基于ARM9的音频处理系统

论文摘要

本文主要研究了高性能的32位ARM9嵌入式处理器与高音质音频编解码芯片,从硬件和软件两个方面,给出了一个在技术和实践上都具有一定意义的基于ARM9的音频处理系统的设计方案。该系统主要以ARM9体系结构的Samsung S3C2410处理器为核心控制单元,以Philips UDA1380音频编解码芯片为音频的编解码处理单元,配备外部存储器和矩阵键盘,通过ⅡC和ⅡS总线实现了控制信号和音频数据的传输。本系统实现了WAV音频格式文件播放、录制和录放同步等基本功能:并以矩阵键盘作为输入终端,实现了在音频录放过程中的暂停、静音、音量大小的调节、音调高低的调节等附加功能。另外,本设计成功地将madplay播放软件移植到开发板上,实现了MP3音频格式文件的播放功能。本系统性价比较高,可应用于车载音响、便携式多媒体播放器、3G手机等多媒体设备当中。尤其本系统设计实现了录放同步功能,结合下一阶段蓝牙接口的扩展功能,可应用于可靠的监听、对讲等场合。本文首先对嵌入式系统及ARM体系结构作了研究和介绍,讨论了系统的软硬件选型,阐述了系统总体的设计方案。其次搭建了基础硬件平台、建立交叉开发环境,进行Linux操作系统内核移植。并在Linux2.4内核中提供的UDA1341音频驱动基础之上,深入研究了DSP和Mixer两个音频设备的工作原理和编程思想,重点进行了本系统UDA1380音频驱动、ⅡC总线驱动和矩阵键盘驱动设计与开发,并基于音频驱动提供的系统调用函数,重点进行了用户应用层程序设计与开发,实现了系统的基本功能和附加功能。最后系统通过测试,将驱动程序成功地移植到Linux内核当中,应用程序加载到文件系统当中,完成了整个设计内容。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 系统概述
• 1.2.1 数字音频处理相关概念
• 1.2.2 嵌入式系统简介
• 1.2.3 嵌入式音频系统简介
• 1.3 研究现状及问题的提出
• 1.4 论文主要工作
• 1.5 论文章节安排
• 第2章 系统总体设计
• 2.1 系统硬件设备的选型
• 2.1.1 微处理器的选型
• 2.1.2 音频编解码芯片的选型
• 2.1.3 音频数据总线
• 2.1.4 其他外围设备的选型
• 2.2 软件平台的搭建
• 2.2.1 操作系统选择
• 2.2.2 驱动程序框架
• 2.2.3 应用层程序设计
• 2.3 本章小结
• 第3章 硬件平台的构建
• 3.1 音频接口电路的设计
• 3.2 矩阵键盘接口电路设计
• 3.3 外围电路设计
• 3.3.1 电源电路设计
• 3.3.2 系统时钟电路设计
• 3.3.3 内存的设计
• 3.4 本章小结
• 第4章 Linux操作系统的构建
• 4.1 交叉编译环境的建立
• 4.2 内核移植
• 4.3 本章小结
• 第5章 设备驱动程序的实现
• 5.1 设备驱动程序主要功能设计
• 5.2 音频设备驱动程序的实现
• 5.2.1 硬件设备初始化实现
• 5.2.2 音频驱动中缓冲区的设计
• 5.2.3 DSP音频设备驱动实现
• 5.2.4 Mixer音频设备驱动的实现
• 5.2.5 IIC总线驱动实现
• 5.3 矩阵键盘驱动的实现
• 5.4 本章小结
• 第6章 应用层程序的实现
• 6.1 功能设计
• 6.2 功能实现
• 6.2.1 主调函数的设计
• 6.2.2 音频播放功能实现
• 6.2.3 音频录制功能实现
• 6.2.4 录放同步功能实现
• 6.2.5 附加功能实现
• 6.3 应用结果分析
• 6.4 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 致谢
• 研究生履历