嵌入式VDR系统语音处理卡的研制

论文摘要

船舶航行数据记录仪（VDR）,是一种以安全和可恢复的方式存储船舶运行过程中一系列信息的设备,信息的记录都是实时且不可逆的。语音信号是这一系列信息中的一类,它没有标准的接口。本文中的航行数据记录仪是基于嵌入式开发平台的,语音处理卡的研制是系统中针对语音信号的一个子系统,它实现了多路模拟语音的采集和压缩。 本文首先从语音产生的离散数学模型出发,对语音信号的短时分析技术;语音压缩编码的分类、技术因素、发展以及选用的低速率语音编码G.723.1标准的基本原理进行了研究。介绍了数字信号处理器（DSP）的发展及其应用,并通过DSP与通用处理器（GPP）和微控制器（MCU）的比较确立了其在方案中的使用。 根据项目的总体要求,对语音卡的硬件和软件进行了设计。硬件方面,对基于AC48304C-C核心芯片的语音处理卡系统结构及其电路原理图进行了设计;软件方面,采用了面向对象的模块化设计,在VxWorks操作系统Tornado开发环境下运用C++语言编制了语音卡的功能程序。然后介绍了与语音卡关联的驻极体麦克风和回放软件部件。最后对语音卡的研制做了总结,并对具体实现中碰到的问题作了进一步的探索。

论文目录

• 目录
• 第一章 概述
• 1.1 课题来源
• 1.2 项目背景与现状
• 1.3 嵌入式VDR系统组成
• 1.4 课题要实现的任务
• 1.5 论文的主要内容结构
• 第二章 语音处理技术基础研究
• 2.1 语音信号产生的数字模型
• 2.2 语音信号的短时分析技术
• 2.2.1 语音信号的采样，量化和预处理
• 2.2.2 语音信号的短时信号能量、平均幅度和过零率
• 2.2.3 语音信号的短时自相关函数、频谱以及基音周期
• 2.3 语音压缩编码
• 2.3.1 语音压缩编码的分类
• 2.3.2 衡量语音编码性能的主要因素
• 2.3.3 提高语音编码质量的基本途径
• 2.3.4 语音编码技术的发展
• 2.4 G．723.1语音编码原理
• 第三章 数字信号处理器
• 3.1 数字信号处理概述
• 3.2 DSP的发展及应用
• 3.2.1 DSP芯片的发展
• 3.2.2 DSP芯片的应用
• 3.3 DSP基本结构
• 3.4 DSP与GPP的比较
• 3.5 DSP与 MCU的比较
• 第四章 语音处理卡系统设计与实现
• 4.1 系统总体描述
• 4.2 系统硬件设计
• 4.2.1 语音处理卡的系统结构
• 4.2.2 核心芯片的选择
• 4.2.3 核心芯片的外围电路
• 4.2.4 A/D电路
• 4.2.5 硬件实现及说明
• 4.3 系统软件设计
• 4.3.1 操作系统
• 4.3.2 开发方法及规则
• 4.3.3 嵌入式 VDR系统软件结构
• 4.3.4 软件流程与实现
• 4.4 系统集成
• 4.4.1 模拟语音采集
• 4.4.2 与回放软件的约定
• 4.4.3 联调显示
• 第五章 结论
• 5.1 总结
• 5.2 展望
• 致谢
• 参考文献
• 附录