关于DSP的语音信号FIR滤波和系统的实现
0 引 言
在现代通信系统中，各种数字滤波器已经得到了广泛的应用。然而，设计实际滤波器时，既要考虑滤波器的幅度特性，又要考虑相位特性，所以，本文提出了用dsp芯片tms320vc5509a对语音信号进行fir滤波的系统实现方法。该方法利用dsp中一款高性能多媒体数字语音编解码器tlv320aic23来采集语音信号，采集到的语音信号再经一系列变换进行fir滤波，最终输出高质量的语音信号。
1系统主要器件
本设计选用高性能的多媒体数字语音编解码器tlv320aic23来进行语音信号的采集。tlv320aic23是ti公司生产的一款高性能的多媒体数字语音编解码器，它的内部adc和dac转换模块带有完整的数字滤波器，数据传输宽度可以是16位、20位、24位和32位，采样频率范围可从8 khz到96 khz，并可通过控制接口来编辑该器件的控制寄存器。tlv320aic23支持spi，i2c两种控制模式，其控制模式由modem管脚决定。本系统采用i2c模式。
tms320vc5509a是ti公司c5000 dsp系列中的新一代数字信号处理产品。对c54x有很好的继承性，并与c54x源代码兼容，从而能有效地保护用户在软件上的投资。此外，它还具有低功耗、低成本等特点，可在有限的功率条件下保持最好的性能。其片内有两个mac，而且在一个机器周期内，每个mac可同时完成17×17位的乘法和一个40位的加法或减法运算，因而运算速度非常快。
2 fir滤波器的原理及特点
通过fir滤波器能在保证幅度特性同时，保证严格的线性相位特性。一般情况下，假如fir滤波器的单位脉冲响应长度h（n）为n，则其系统函数h （x）为：
式中，h（z）是的（n-1）次多项式，它在z平面上有（n-1）个零点，其原点z=0是（n-1）阶重极点。因此，h（z）能永远保持稳定。
本设计采用64阶滤波参数，低通滤波，选用的截止频率为2400 hz，采样频率为48000 hz，增益为48 db。
3语音信号的fir滤波器实现
3.1硬件描述
语音信号的fir滤波硬件可在icetek-vc5509-edu系统平台上实现。本设备以tms320vc5509a为核心，是配备有ad／da、键盘、液晶等i／o在内的完整dsp开发系统，可利用dsp的多通道缓冲串口（mcbsp）和tlv320aic23进行数据采集和传送。tlv320aic23能在数字和模拟电压下工作，且与tms320c55x型dsp的i／o口电压相兼容，因而能实现与tms320c55x dsp中mcbsp（多通道缓冲串口）端口的无缝连接，从而使系统设计更加简单。其具体的硬件电路图如图1所示。
3.2软件设计
对于用dsp器件设计的语音信号滤波器，其系统软件设计可使用ccs（code composer studio）软件来进行调试。设计调试时，首先应对emif、cpu、tlv320aic23进行初始化配置，然后再调用aic_mixer子程序来处理音频数据的输入和输出。
在子程序中，首先初始化语音缓冲区和工作变量，等待mcbsp通道0传送结束后，再采集语音信号，然后传送到mcbsp并保存于左声道缓冲区，此时即可调用fir2计算fir滤波输出，滤波后的结果存放于右声道缓冲区，最后将滤波后的信号输出到mcbsp接口，再将此信号传送到tlv320aic23中，经da转换后输出。具体的软件流程图如图2所示。
4结束语
本设计通过硬件电路测试证明，当未进行fir滤波时，声音中含有的高频杂音将明显地影响听觉效果。但是在进行滤波以后，高频杂音去掉了，声音质量明显的改善了。因此，在实际应用中对语音信号进行fir滤波，可以很好的将噪音部分去掉，因此可见，本设计具有一定的现实意义。
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1系统主要器件
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2 fir滤波器的原理及特点
通过fir滤波器能在保证幅度特性同时，保证严格的线性相位特性。一般情况下，假如fir滤波器的单位脉冲响应长度h（n）为n，则其系统函数h （x）为：
式中，h（z）是的（n-1）次多项式，它在z平面上有（n-1）个零点，其原点z=0是（n-1）阶重极点。因此，h（z）能永远保持稳定。
本设计采用64阶滤波参数，低通滤波，选用的截止频率为2400 hz，采样频率为48000 hz，增益为48 db。
3语音信号的fir滤波器实现
3.1硬件描述
语音信号的fir滤波硬件可在icetek-vc5509-edu系统平台上实现。本设备以tms320vc5509a为核心，是配备有ad／da、键盘、液晶等i／o在内的完整dsp开发系统，可利用dsp的多通道缓冲串口（mcbsp）和tlv320aic23进行数据采集和传送。tlv320aic23能在数字和模拟电压下工作，且与tms320c55x型dsp的i／o口电压相兼容，因而能实现与tms320c55x dsp中mcbsp（多通道缓冲串口）端口的无缝连接，从而使系统设计更加简单。其具体的硬件电路图如图1所示。
3.2软件设计
对于用dsp器件设计的语音信号滤波器，其系统软件设计可使用ccs（code composer studio）软件来进行调试。设计调试时，首先应对emif、cpu、tlv320aic23进行初始化配置，然后再调用aic_mixer子程序来处理音频数据的输入和输出。
在子程序中，首先初始化语音缓冲区和工作变量，等待mcbsp通道0传送结束后，再采集语音信号，然后传送到mcbsp并保存于左声道缓冲区，此时即可调用fir2计算fir滤波输出，滤波后的结果存放于右声道缓冲区，最后将滤波后的信号输出到mcbsp接口，再将此信号传送到tlv320aic23中，经da转换后输出。具体的软件流程图如图2所示。
4结束语
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