Сайт радиолюбителей Республики Коми.
Цифровые сигнальные процессоры TDA755X.
На главную Главная

Семейство высокопроизводительных цифровых сигнальных процессоров TDA755Х предназначено для решения задач в области распознавания и синтеза речи, подавления эха и шумов.

Отметим особенности сигнальных процессоров семейства TDA755X:

  • 24-битное вычислительное ядро;
  • большой объем интегрированной памяти (до 16 Кслов ПЗУ/ОЗУ и до 16 Кслов ОЗУ);
  • встроенные 2-канальные ЦАП и АЦП с разрядностью 16 Бит;
  • управляемая частота дискретизации от 4 до 48 кГц;
  • встроенный контроллер дополнительной памяти с поддержкой флэш - памяти, статического и динамического ОЗУ;
  • последовательный интерфейс, работающий в режимах I2C или SPI.

Назначение выводов микросхем приведено в таблице 1.

Таблица 1.

№ вывода

Обозначение

Категория сигнала

Краткое описание

1-2

EMI_AD5

вход/выход

Мультиплексная шина адреса/данных интерфейса внешней памяти.

3

VDD

вход

Напряжение питания цифровой части микросхемы

4

GND

вход

Общий провод питания

5

EMI_AD7

вход/выход

Сигнал мультиплексной шины адреса/данных интерфейса внешней памяти.

6-13

EMI_A8/А15

выход

Шина адреса интерфейса внешней памяти

14

VDD

вход

Напряжение питания цифровой части микросхемы

15

GND

вход

Общий провод питания

16-21

EMI_A16/А21

выход

Шина адреса интерфейса внешней памяти

22

DWRN

выход

Сигнал "запись" интерфейса внешней памяти

23

TEST1

вход

Тестовый вход № 1 (активный уровень — высокий)

24

TEST2

вход

Тестовый вход № 2 (активный уровень — низкий)

25

MISO

вход/выход

Выход данных в режиме SPI Master, вход данных в режиме SPI Slave

26

MOSI

вход/выход

Вход данных в режиме SPI Master, выход данных в режиме SPI Slave

27

VDD

вход

Напряжение питания цифровой части микросхемы

28

GND

вход

Общий

29

TEST3

вход

Тестовый вход № 3 (активный уровень — высокий)

30

SDI

вход

Данные последовательного аудиоинтерфейса

31

SCK

вход/выход

Тактовый сигнал последовательного аудиоинтерфейса

32

LRCK

вход/выход

Управляющий тактовый сигнал (правый/левый канал) последовательного аудиоинтерфейса

33

VDD

вход

Напряжение питания цифровой части

34

GND

вход

Общий

35

SDO

выход

Выход данных последовательного аудиоинтерфейса

36

GPIO1

вход/выход

Программируемый порт ввода/вывода

37

GPIO0

вход/выход

— „—

38

GPIO5

вход/выход

— „—

39

DBCK

вход/выход

Тактовый сигнал отладочного порта/сигнал состояния № 1. Может быть использован как сигнал GPIO9

40

DBIN

вход/выход

Вход данных отладочного порта/сигнал состояния № 0. Может быть использован как сигнал GPIO11

41

DBOUT

вход/выход

Выход последовательных данных отладочного порта. Может быть использован как сигнал GPIO10

42

DBRQN

вход

Сигнал запроса режима отладки

43

NRESET

вход

Общий сброс микросхемы (активный уровень — низкий)

44

INTN

вход

Сигнал внешнего прерывания. Активный уровень — низкий

45

SCL/SCK

вход/выход

Тактовый сигнал интерфейса I2C

вход/выход

 В режиме интерфейса SPI — тактовый сигнал шины SPI

46

SDA/SS

вход/выход

Данные интерфейса I2C

вход

 В режиме последовательного интерфейса SPI — сигнал выбора подчиненного устройства

47

VDD

вход

Напряжение питания цифровой части

48

GND

вход

Общий

49

GPIO2

вход/выход

Программируемый порт ввода/вывода

50

GPIO6

вход/выход

— „—

51

GPIO3

вход/выход

— „—

52

CGND

вход

Общий

53

CVDD

вход

Напряжение питания модуля кодека

54

VOUTR

выход

Аналоговый сигнал с ЦАП (правый канал)

55

VOUTL

выход

Аналоговый сигнал с ЦАП (левый канал)

56

VDD

вход

Напряжение питания цифровой части

57

GND

вход

Общий

58

VINR

вход

Аналоговый сигнал для АЦП (правый канал)

59

VINL

вход

Аналоговый сигнал для АЦП (левый канал)

60

CGNDA

вход

Общий

61

TEST4

выход

Соединен с согласующим резистором 22 кОм

62

CVDDA

вход

Напряжение питания модуля кодека

63

VREF

выход

Опорное напряжение от модуля кодека

64

REFCAP

выход

Шунтирующий конденсатор выхода опорного напряжения

65

GPIO7

вход/выход

Программируемый порт ввода/вывода

66

GPIO4

вход/выход

— „—

67

VDD

вход

Напряжение питания цифровой части

68

CLKOUT

выход

Тактовый сигнал с делителя частоты

69

XTI

вход

Подключение кварцевого резонатора

70

PGND

вход

Общий

71

PVCC

вход

Питающее напряжение тактового генератора

72

XTO

выход

Подключение кварцевого резонатора

73

ALE

выход

Подтвержден адрес на шине интерфейса внешней памяти (активный уровень — высокий)

74

GND

вход

Общий

75

DRDN

выход

Сигнал "чтение" интерфейса внешней памяти

76-80

EMI_AD0/AD4

вход/выход

Сигнал мультиплексной шины адреса/данных интерфейса внешней памяти

Микросхемы включают в себя три основных модуля: 24-битный цифровой сигнальный процессор (ЦСП), память (ПЗУ и ОЗУ) и периферийные устройства. Блок - схема микросхем приведена на рис.1.

Рис.1.

Параметры и функции процессорного ядра:

  • тактовая частота 50 МГц;
  • операции сложения и умножения выполняются за один такт;
  • два 56 - битных аккумулятора;
  • 48 - битные или параллельные 24 - битные команды загрузки регистров;
  • 64 вектора прерываний;
  • возможность программного запрещения и маскирования прерываний;
  • команды организации циклов;
  • три шины данных;
  • три шины адреса.

Цоколевка микросхем приведена - на рис. 2.

Рис.2

Интегрированная память включает в себя 16384 24-битных слова ПЗУ и такой же объем ОЗУ. В состав периферийных устройств входят последовательный аудиоинтерфейс, интерфейс I2C/SPI, интерфейс внешней памяти, тактовый генератор, кодек (кодер/декодер). Последовательный аудиоинтерфейс передает цифровой звуковой сигнал от внешнего источника к ЦСП микросхемы, а также цифровые данные от ЦСП к внешнему ЦАП.

Интерфейсы I2C/SPI соединяют микросхемы с другим оборудованием, совместимым с этими интерфейсами. Интерфейс внешней памяти позволяет обращаться к дополнительным банкам памяти, установленным вне микросхемы. Поддерживаются динамическая оперативная память (DRAM), статическая оперативная память (SRAM) и энергонезависимая память (FLASH).

Параметры и функции внешнего интерфейса памяти:

  • 4 - битная шина данных для динамического ОЗУ (DRAM) и 8 - битная для статического ОЗУ (SRAM);
  • 22 - битная шина адреса мультиплексирована с 8-битной шиной данных;
  • возможность обращения к байту, 16 - битному слову и 24 - битному слову при работе со статическим и динамическим ОЗУ;
  • адресуемая память при работе с динамическим ОЗУ до 256 мбит;
  • 4 мбайта адресуемого статического ОЗУ;

Тактовый генератор микросхемы выполняет генерацию следующих тактовых сигналов:

  • DCLK — тактовый сигнал для ЦСП;
  • MCLK — опорный сигнал для кодека;
  • LRCLK — тактовый сигнал для правого/левого каналов последовательного аудиоинтерфейса и кодека;
  • сигнал тактирования сдвига для последовательного аудиоинтерфейса и кодека.

Параметры и функции кодека:

  • аналого - цифровое дельта - сигма преобразование входного стереосигнала;
  • динамический диапазон АЦП — 80 дБ;
  • цифро-аналоговое дельта-сигма преобразование выходного цифрового стереосигнала;
  • частота дискретизации от 4 до 48 кГц;
  • цифровый вход и выход через последовательный аудиоинтерфейс.

Функциональные возможности микросхем приведены в табл. 2.

Таблица 2.

Обозначение

Тип памяти для программ

Основная функция

Режим последовательного интерфейса

Внешняя память

Аудио вход

Аудио выход

Программное обеспечение

TDA7550R

ОЗУ

На выбор

Master или Slave I2C

FLASH или RAM

Есть (определяется применением)

Есть (определяется применением)

Определяется применением

TDA7550

ПЗУ

Распознавание речи

Slave I2C

FLASH

Есть (голосовой сигнал)

Есть (голосовой сигнал)

ASR 311 Lernout&Hauspie

TDA7551

Голосовая идентификация

 

 

 

 

SV208 Lernout&Hauspie

TDA7552

Синтезатор речи

 

Нет

 

TTS3000 Lernout&Hauspie

TDA7553

Цифровая фильтрация сигнала

Master I2C или SPI

(RAM)

Есть (необработанный сигнал)

Есть (обработанный сигнал)

Программа обработки NCTI

Применение микросхем серии TDA755X

Микросхема TDA7550 с программным обеспечением ASR311 позволяет реализовать систему распознавания речи. Параметры и функции такой системы:

  • качественное распознавание слов из базового набора в широком диапазоне изменений параметров голоса;
  • высокая помехозащищенность алгоритма распознавания;
  • запоминание новых слов в дополнение к базовому набору;
  • возможность записывать во внешнюю FLASH - память голосовые сообщения для поддержки голосового интерфейса;
  • управление всеми функциями системы осуществляется через интерфейс I2C;
  • доступны базовые наборы слов для большинства распространенных языков;
  • внешняя FLASH - память используется для хранения базового набора слов (4 Кбайта на одно слово), дополнительного набора слов (4 кбайт/слово) и голосовых сообщений (11 кбайт/сек, частота дискретизации 11025 Гц).

Блок-схема системы распознавания речи приведена на рис. 3.

Рис.3.

Микросхема TDA7551 представляет собой однокорпусное решение для систем идентификации голоса с использованием программного обеспечения SV208. Парольные фразы запоминаются при тройном повторении (длительность фразы — 1 - 2 с). В дальнейшем произнесенная парольная фраза сравнивается с параметрами хранящихся в энергонезависимой памяти парольных фраз. Управление системой функциями микросхемы осуществляется через последовательный интерфейс I2C. Блок - схема системы идентификации голоса приведена на рис. 4.

Рис. 4

Микросхема TDA7552 предназначена для применения в составе системы синтеза речи по схеме "текст-голос". Для построения такой системы кроме ЦСП TDA7552 требуется микроконтроллер ST10 для анализа и преобразования входных текстовых строк. Блок - схема системы синтеза речи представлена на рис. 5.

Рис. 5

Внешнее устройство посылает микроконтроллеру текстовые строки в виде потока символов в кодировке ASCII. Микроконтроллер анализирует и преобразует поступающие данных с учетом используемого языка (информация о преобразовании для различных языков содержится во внешней FLASH - памяти, к которой имеет доступ микроконтроллер).

Преобразованные данные микроконтроллер направляет по шине I2C к микросхеме TDA7552, которая преобразует полученные данные в речевой сигнал. Программное обеспечение сигнального процессора TDA7552 не зависит от языка входного текста и не требует дополнительной внешней памяти.

В. Зайцев

РС10-2003

На главную Главная
Rambler's Top100 Rambler's Top100 Рейтинг ресурсов УралWeb
Hosted by uCoz