音频编解码应用系统设计（二）

三 硬件电路设计

 

3.1 音频 A/D 单元

 

在多媒体处理应用 中，音频的采集是最基本的，因为它是对原始数据的获取，是所有处理的基础。从模拟信号源来的信号经模数转换后，再由 ARM 加以处理，才可供使 用或存储为素材。

 

一般来说，高速的音 频采集单元需要 A/D 单元具有较高的采样速率和工作带宽，应具有较大的信噪比动态范围。三者的关系如下：

 

SNR=6.02B+1.76+101g(?s/2?max          (24-4)

 

其中， SNR 为输出信号的信噪 比， B 为比特分辨数，即 A/D 的转换位数， ?s 为采样速率， ?max 为输入模拟信号的最高频率。

 

如图 24-5 所示，通过音频 A/D 采集单元可以接收来自音频输入端的模拟立体声信号， 20 位音频 ( 双声道立体声 ) 。

 

音频 A/D 采集主要完成立体声的 音频信号采样，将模拟立体声音频信号转换成标准的符合 II 总线标准格式的数字音频 信号，输出给 ARM 进行音频编码及音视频流合成。在本系统中，采用的是主动模式，串行格式 O ，芯片的主时钟信号的频率为 12.288MHz ，对应的采样频率为 48kHz ，左右声道信号和数据时钟信号都是 输入的，串行数据跟外部输入的左右声道信号和数据时钟信号同步。

 

3.2    与 ARM 音频接口

 

ARM 通 过 IIS 总线接口连接音频采集单元， ARM 的 IIS 模块连接如图 24-6 所示。它可以作为连接 8 位或 16 位立体声编解码集成电路接口， IIS 总线接口提供了内置 FIFO 的 DMA 传送模式，可以同时接收和发送，或单独接收和发送。

四 软件设计

 

划分好编解码各个任务是整个程序 框架设计最重要的工作，而且必须保证一次任务轮询时间不会过长。整个系统的主要工作是对音频数据流的处理。

 

对音频数据流的处理划分为两个任 务来调度，由于 ARM 的 IIS 控制器支持一路音频数 据的传输，就将其中的音频采集工作 ( 采集的语音数据 ) 直接完成，即端口每发送或接收到一个单元的音频数据，都会自动将其传送到一个内部的缓存区，减少对 CPU 资源的占用。

 

处理工作也可以借用中断服务程 序，完成一次把从采集进来的一定量数据搬到内存里面的同时，完成同等数据量的放音工作，这样就不会再出现迟缓的现象。具体程序如下：

 

IIS 可以发送和接收采样量化过的声音数据，具体的采样量化由音频编码完成。在接收方向，将模拟声音采样 量化；在发送方向，将声音数据还原为模拟声音。

 

五 实例总结

 

本章介绍了一种基于 ARM 系统 IIS 音频总线接口的音频编解码终端的设计与实现，对音频编解码 系统需求、硬件结构、软件系统框架设计进行详细的分析和描述。系统的所有数据传输都遵循前几章讲述的标准网络协议，音频信号以 UDF ，协议的方式传送，控制信号和文本信号则以 TCP/IP 方式传送。