八种麦克风DIY设计方案

　　设计中数据处理模块选择TI公司浮点DSP芯片TMS320C6713作为模块核心。TMS320C6713为高性能32位浮点DSP，适用于专业音频信号处理，其主频可达300 MHz，处理速度高达2 400 MIPS／1 800 MFLOPS。其内部采用改进的哈佛结构；具有256 kB的片内存储空间；丰富的外设包括两个多通道缓冲串口（McBSP）、两个多通道音频串口（McASP）、SPI和I2C等；增强的直接存储器访问 （EDMA）控制器，可控制16个独立通道完成不受CPU干预的数据传输；32 bit的外部存储器接口（EMIF），能与SRAM、ERPOM、Flash、SBSRAM和SDRAM无缝连接。DSP数据处理模块框图如图3所示。 其中，TMS320C6713通过McASP与前端的A／D采样模块相连，并利用EDMA数据传输速度快、传输量大，且不占用CPU时钟周期的特点，将采集数据转存至TMS320C6713的片内存储空间。TMS320C6713外接CPLD控制EMIF接口，通过对EMIF接口上CE3空间的控制，控制 USB芯片CY7C680 01，完成TMS320C6713与PC机平台间的USB数据传输。

　　1．4 A／D采样模块与DSP数据处理模块接口设计

　　4片PCM4204芯片与TMS320C6713的McASP1相连接，其连接示意图如图4所示。

　　图4中，PCM4204 A采用主动工作模式，PCM4204B、PCM4204C和PCM4204D采用被动工作模式。系统采用I2S数据格式，PCM4204A的SDOUT1 输出的是1和2通道的数据，SDOUT2输出的是3和4通道的数据；PCM4204B的SDOUT1输出的是5和6通道的数据，SDOUT2输出的是7和 8通道的数据；PCM4204C的SDOUT1输出的是9和10通道的数据，SDOUT2输出的是11和12通道的数据；PCM4204D的SDOUT1 输出的是13和14通道的数据，SDOUT2输出的是15和16通道的数据。

　　通过配置芯片引脚S／M、FMT2、FMT1、FMT0、FS2、FS1和：FS0对PCM4204进行设置。

　　1．5 DSP数据处理模块USB接口设计

　　TMS320C6713通过EMIF的CE3存储空间可以外扩USB2．0接口，因此在对外扩USB进行读／写访问前，需要通过EMIF的 CE3控制寄存器CE3C-TL来配置CE3空间存储器接口的类型、存储器宽度及读写时序。CY7C68001采用并行异步存储器接口通过可编程逻辑芯片 CPLD与TMS320C6713相连，其原理框图如图5所示。

　　CY7C68001除了存储器接口外，还有1个中断信号 和4个状态信号。中断信号 采用TMS320C6713的外部中断EXT_INT6。TMS320C6713使用CY7C68001作为从设备。在这种模式下，DSP可以像读／写普通FIFO一样对CY7C68001内部的FIFO进行读／写。PC主机发出命令的同时也由CY7C68001 的引脚提供中断触发信号给DSP的EXT_INT6。其上升沿被检测到后，DSP就进入相应中断服务程序，开始处理USB的传输。DSP通过 EA［4：2］连接FIFOA［2：0］对CY7C68001内部FIFO或命令口进行选择。读／写数据通过ED［15：0］与FIFO［15：0］连接进行。FIFO和命令口的选择和地址分配如表1所示。

　　经实验验证，USB异步传输速率可达3 Mbit•s-1，满足系统需求。

　　1．6 PC机平台

　　DSP数据处理模块通过USB接口与PC机相连，通过CY7C68001芯片，将前端采集的数据传输到PC机，方便对数据的进一步处理。

　　二、 程序设计

　　2．1 McASP接口程序设计

　　定义了4个寄存器组：全局寄存器组globalRegs、发送寄存器组xmtRegs、接收寄存器组mvRegs和串行化器控制寄存器组 srctlRegs。通过这4个寄存器组，对McASP1的PFUNC，PDIR，SRCTL，RFMT，AFSRCTL，ACLKRCTL及 AHCLKRCTL等寄存器进行设置。各寄存器组所包含的主要寄存器情况如表2所示。

　　依据PCM4204的I2S数据格式，将接收帧同步信号的宽度定为32 bit，接收延迟设置为1个delay；AXR［0］～AXR［7］设置为接收模式。

　　2．2 EDMA传输程序设计

　　为保证数据的完整性，选用Ping-Pong模式对EDMA传输进行配置，Ping缓存存放如表3所示，Pong缓存与Ping缓存结构相同。

　　依据Ping、Pong缓存数据格式，对EDMA接收进行配置，即对：EDMA的opt，src，cnt，dst，idx，及rld寄存器分别进行设置。通过opt寄存器设置数据长度为32 bit，源数据和目的数据为一维方式，源地址固定，目的地址采用索引，启用帧同步等。源地址和目的地址分别写入src，dst寄存器。cnt寄存器主要用于配置帧计数和单元计数。由于采用I2S的数据格式，所以1帧数据只包含2个单元数据。通过配置idex及rld寄存器，目的数据可以按照设定的索引方式存储。

　　2．3 DSP端OSB接口程序设计

　　首先，通过调用用户的初始化函数，使能外部中断并初始化USB寄存器。之后，程序通过数据传输函数，完成DSP与PC机的数据传输。

　　USB初始化程序配置如下：

　　（1）使能外部中断6（EXT_INT6）。

（2