CVSD算法分析及其在FPGA中的实现

3．3 CVSD算法的仿真

以正弦单音输入信号为例，利用信号源产生信号幅度O．5 Vpp，频率fin(t)=1 kHz的正弦信号作为测试信号，在FPGA中利用高倍时钟产生fs(t)=64 kHz的采样时钟。对输入A／D的音频信号采用专用低通滤波芯片进行了滤波。D／A输出的信号包含了许多不必要的高次谐波分量，因此也采用低通滤波器对其进行了平滑滤波。

在设计上，不仅仅是采用FPGA实现和验证自己的CVSD编译码算法，还和专用芯片CMX639进行互相通信进行验证。CMX639是一款CVSD全双工音频调制芯片，集成了编码和译码功能，实现了单芯片语音处理能力，外围设备简单，用户可以根据实际情况，自主选择采样速率。

图8是通过ChipScope Pro采集的实时正弦信号。从图中可以看出量阶△的大小能够很好地反映输入信号斜率的大小，输出端输出信号能够很好地重现输入信号，说明CVSD编译码方式是有效的。



3．4 CVSD算法的实现

采用原理图和VHDL语言相结合的方式在FPGA中实现了CVSD电路。具体实现步骤如下：

(1)根据算法框图设计顶层原理图CVSD．SCH；

(2)利用IP Core产生底层所需要的乘法器；

(3)利用VHDL语言完成CVSD编译码模块；

(4)I／O管脚定义，约束条件编写；

(5)设计综合、编译；

(6)bit文件生成、下载，通过ChipScope Pro进行仿真测试；

(7)根据仿真测试结果返回修改设计，直到设计成功；

(8)mcs文件生成、加载，最终验证。

验证是FPGA设计中很重要的一环，只有通过验证才能说明设计的正确与否。采用XILINX公司的Spartan一3系列中的XC3S1500来具体实现CVSD的编译码功能。通过自己设计的编译码算法和CMX639专用芯片的编译码模块互相通信，输入实际语音信号测试，能够很好地从D／A输出语音信号，从CMX639译码输出也能听到语音信号，达到了满意的效果。

4 结 语  

本文提出的FPGA设计方法很好地实现了CVSD编译码功能，充分利用了FPGA的优势，可以同时实现多路CVSD编译码功能，弥补了采用专用芯片实现CVSD编译码的不足，设计灵活、简单，成本低，具有很好的应用前景。