文档介绍：毕业设计
基于ARM的语音采集与处理

我的毕业设计的题目是《基于ARM的语音采集与处理》,属于嵌入式的开发。我的设计采用的是三星的S344B0X处理器,运行μcLinux来实现的。何谓嵌入式系统?嵌入式系统被定义为:以应用为中心、以计算机技术为基础、软件硬件可裁剪、适应应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗严格要求的专用计算机系统。嵌入式系统是面向用户、面向产品、面向应用的,如果独立于应用自行发展,则会失去市场。嵌入式处理器的功耗、体积、成本、可靠性、速度、处理能力、电磁兼容性等方面均受到应用要求的制约,这些也是各个半导体厂商之间竞争的热点。嵌入式处理器的应用软件是实现嵌入式系统功能的关键。软件要求固化存储,软件代码要求高质量、高可靠性,系统软件(OS)的高实时性是基本要求。
ARM是Advanced RISC Machine的缩写。1991年ARM公司成立于英国剑桥,主要出售芯片设计技术的授权。目前,采用ARM技术知识产权(IP)核的微处理器,即我们通常所说的ARM微处理器,已遍及工业控制、消费类电子产品、通信系统、网络系统、无线系统等各类产品市场,基于ARM技术的微处理器应用约占据了32位RISC微处理器75%以上的市场份额,ARM技术正在逐步渗入到我们生活的各个方面。
ARM公司是专门从事基于RISC技术芯片设计开发的公司,作为知识产权供应商,本身不直接从事芯片生产,靠转让设计许可由合作公司生产各具特色的芯片,世界各大半导体生产商从ARM公司购买其设计的ARM微处理器核,根据各自不同的应用领域,加入适当的外围电路,从而形成自己的ARM微处理器芯片进入市场。目前,全世界有几十家大的半导体公司都使用ARM公司的授权,因此既使得ARM技术获得更多的第三方工具、制造、软件的支持,又使整个系统成本降低,使产品更容易进入市场被消费者所接受,更具有竞争力。
ARM微处理器及技术的应用领域:
1、工业控制领域:作为32的RISC架构,基于ARM核的微控制器芯片不但占据了高端微控制器市场的大部分市场份额,同时也逐渐向低端微控制器应用领域扩展,ARM微控制器的低功耗、高性价比,向传统的8位/16位微控制器提出了挑战。
2、无线通讯领域:目前已有超过85%的无线通讯设备采用了ARM技术, ARM以其高性能和低成本,在该领域的地位日益巩固。
3、网络应用:随着宽带技术的推广,采用ARM技术的ADSL芯片正逐步获得竞争优势。此外,ARM在语音及视频处理上行了优化,并获得广泛支持,也对DSP的应用领域提出了挑战。
4、消费类电子产品:ARM技术在目前流行的数字音频播放器、数字机顶盒和游戏机中得到广泛采用。
5、成像和安全产品:现在流行的数码相机和打印机中绝大部分采用ARM技术。手机中的
32位SIM智能卡也采用了ARM技术。
除此以外,ARM微处理器及技术还应用到许多不同的领域,并会在将来取得更加广泛的应用。
ARM微处理器的主要特点:
◇系列化:ARM7, ARM9, ARM10, …
◇独特的指令系统
32位架构,定长。
◆32位ARM指令
◆16位Thumb指令
大部分为单周期指令
条件执行
Load/Store
◇流水线结构。ARM7:3级流水线、ARM9:5级流水线
◇高性能、低功耗
,让我先了解以下几个概念:

(1)语音信号的采集压缩
语音信号处理的基础是对语音信号进行数字化,并采样存储。语音采样时要实现10kHZ的采样频率控制和采样数据的压缩处理和贮存。10kHZ的采样频率由硬件定时器定时100μs中断控制。由于采样频率高,采样数据庞大,因而采用适当的方法对采样数据进行压缩处理相当重要。处理不好,将会使保存数据的贮存空间大大增加,甚至无法实现。因为1 s的采样数据有10kbit,,故1 min采样数据就达75KB。实验表明,采样数据中,相同值(1或0)的采样数据几乎是多个连续出现的。因而我们采用状态计数法对采样数据进行压缩处理。所谓状态计数法,即是用每个字节数据的最高位保存采样数据的状态(1或0),而用该字节的低7位对该采样值出现的次数进行计数。
采样后的数字语音信号数据量非常大,且由于语音信号采样点幅度分布的非均匀性和样本间的相关性等原因,使语音信号中含有大量的冗余信息。因此,在实际应用中采用各种信源编码技术来消除语音信号的冗余度。语音编码方法主要有波形编码、参数编码和混合编码。
*波形编码的基本原理是以波形逼近为原则,在时域上把幅度样本分层量化并用代码表示;特点是语音质量高、抗噪性强编码率高,适于语音及高保真音乐。
*参数编码是基于某种语音产生模型,在编程端分析出该模型参数选择适当的方式进行编码;特