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基于DSP的通用型嵌入式语音平台的硬件设计

基于DSP的通用型嵌入式语音平台的硬件设计

点击数:7670 次   录入时间:03-04 12:03:21   整理:http://www.55dianzi.com   DSP/FPGA技术

  3. 低功耗设计

  本硬件平台的低功耗设计的从三方面出发,1)选择低功耗的器件。2)充分利用芯片的低功耗模式;3)动态的改变芯片的运行频率。

  选用低功耗的器件:这是节省功耗的最直接的方式,现在的芯片大多通过降低内核供电电压降低功耗,现行的低功耗器件的供电电压一般都小于2V,TI的DSP大都采用两种电压驱动,内核电压1.2-1.6V,I/O电压3.3V,这既能有效的降低内核动态功耗,还能兼顾I/O的电平兼容性。TI公司的MSP430系列的MCU也是一款功耗相当低的器件,在3.3V下,其正常工作通常只需要十几个mW的供电,如果将其设置成IDLE或者睡眠模式模式,其功耗将会更低。这些都是我们选择器件重点考虑到的因素之一。

  充分利用芯片的低功耗模式:[4]5510A2芯片内部划出了五个独立的IDLE域(Domain),分别负责CPU、DMA、CACHE、外设、时钟生成器、EMIF接口的配置。每个域可以独立的将该域管辖的多个部件设置成活动模式或IDLE模式以此降低DSP地功耗。针对本次设计,由于没有使用到DMA、CACHE、时钟生成器三个域中的外设,故将这三个域设置成了IDLE模式。EMIF域在DSP和MSP交换数据(为了调整发送和接收的比特流)时才被置为活动,其他时候被置为IDLE。通过这样的处理,避免了空闲的部件白白消耗能量。[5]TLV320AIC11也可以单独的将A/D和D/A部分禁用。当PTT没有按下时,表示没有话音输入,这时可以将A/D部分置为IDLE状态。同样的,当MODEM的CD信号为高的时候,表示没有有效的数字码流输入声码器,故在此时可以将D/A部分设为IDLE状态。通过对着这个芯片的低功耗模式的操作,进一步降低了系统的功耗。

  动态频率控制:这种方法的及根据预测的算法运算量的大小,动态的调整芯片的运行频率,从而达到节省功耗的目的。在本文设计的平台上运行的三种低速率语音编解码算法中,600bps、1200bps、2400bps的峰值运算量分别为37.4MIPS、59.2MIPS、44.8MIPS,因此将DSP的工作频率分别设置在40.096MHz、65.536MHz、49.152MHz。实验证明,这样处理能够很有效地降低DSP的内核功耗。

  4. 小结

  该平台具有强大的语音信号处理能力,较低的功耗以及加密等特点。实践证明,该平台在其应用场合完全达到了原先的这些设计目标,具有广阔的应用前景。



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