嵌入式应用系统设计课程课题论文模板.doc

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1、学号14082202643成绩《嵌入式应用系统设计》课程论文题目基于ARM的音频系统设计作者汪渝班级08-3BF院别信息与通信工程专业电子信息工程完成时间2011年12月15日1概述1.1嵌入式系统的技术背景在许多领域中广泛应用的嵌入式计算系统(简称为嵌入式系统)，是在更大的电子器件中嵌入的重复完成特定功能的计算系统，它经常不被器件的使用者所识别，但在各种常用的电子器件中能够找到这些嵌入式系统。例如，消费类电子产品中的手机、寻呼机、数字相机、摄像机、录像机、个人数字助理等，家用电器中的微波炉、洗衣机、烤箱、门禁系统、照明

2、系统等，商用装置中的卡片读入器、扫描仪、打印机等。1.2数字音频系统的应用数字音频信号是对模拟信号的一种量化，典型方法是对时间坐标按相等的时间间隔做采样，对振幅做量化。单位时间内的采样次数称为采样频率。这样一段声波就可以被数字化后变成一串数值，每个数值对应相应抽样点的振幅值，按顺序将这些数字排列起来就是数字音频信号了。这是ADC(模拟-数字转换)过程。DAC(数字-模拟转换)过程相反，将连续的数字按采样时候的频率顺序转换成对应的电压。2系统的硬件设计2.1系统设计方案音频ADC/DAC通俗一点来讲就是录音（音频ADC）和

3、放音（音频DAC）。放音是数字音频信号转换成模拟音频信号，以推动耳机、功放等模拟音响设备，而录音则是要将麦克风等产生的模拟音频信号转换成数字音频信号，并最终转换成计算机可以处理的通用音频文件格式。2.2S3C2410的IIS模块nS3C2410的IIS总线简介IIS总线是近年出现的一种面向多媒体计算机的音频总线，该总线专责于音频设备之间的数据传输，为数字立体声提供一个序列连接至标准编码解码器。S3C2410的IIS总线接口可以用实现对外部8/16位立体声音频数字信号编码解码电路的接口功能。它支持IIS总线数据格式和MSB

4、-justified数据格式。IIS总线接口为FIFO操作提供DMA传输模式，代替中断模式，它可以同时传送或接收数据。IIS模块特性：——兼容IIS，MSB-justified格式数据——每通道8/16位数据——每通道16，32，48fs（采样频率）串行时钟——可编程的分频器提供给主设备时钟和编解码时钟——供给发送和接收用的32字节（2X16）的FIFO——正常（Normal）传输模式和DMA传输模式2.3音频芯片UDA1341UDA1341是飞利浦公司的一款经济型音频CODEC，用于实现模拟音频信号的采集(音频AD)和

5、数字音频信号的模拟输出(DA)，并通过IIS数字音频接口，实现音频信号的数字化处理。UDA1341的IIS引脚分别连接到S3C2410对应的IIS引脚上，音频输入输出（VIN，VOUT）分别和麦克风扬声器连接：UDA1341的L3接口相当于一个Mixer控制器接口，可以用来控制输入/输出音频信号的音量大小，低音等。L3接口的引脚L3MODE，L3DATA和L3CLOCK分别连接到S3C2410的IICSCL，IICSDA和GPF6引脚上。3系统的软件设计3.1软件整体设计嵌入式Linux是一种完全开放且免费的操作系统，其

6、支持多种硬件体系结构，运行稳定，拥有完善的开发工具，为开发人员提供了优良的开发环境。在嵌入式Linux系统中，设备驱动程序提供了应用程序和实际设备之间的一个软件层(接口)，为应用程序屏蔽了硬件细节。本设计中，音频设备驱动程序主要通过对硬件的控制实现音频流的传输，同时向上层提供标准的音频接口。整个音频驱动程序包括设备初始化、打开设备、数字音频处理(DPS)驱动、混频器(MIXER)驱动和释放设备等部分。3.2WAV 文件格式WAV声音格式文件是Windows环境下的一种常用音频文件格式，它遵循着一种称为"资源互换文件格式"

7、(ResourceslnterchangeFileFormat)的结构，简称RIFF。RIFF可以看作是一种树状结构，其基本构成单位为chunk，犹如树状结构中的节点，每个chunk由"辨别码"、"数据大小"及"数据"所组成。WAV为WAVEFORM的缩写。"RIFF"格式辨别码为"WAVE"。整个文件由两个chunk所组成：辨别码"fmt"及"data"。在“fmt”的chunk下包含了一个PCMWAVEFORMAT数据结构，在“fmt”chunk之后是原始声音的采样数据，这些数据是可以直接送到IIS总线的数字音频信号

8、。典型的WAV文件结构：它包含8字节RIFF头、4字节数据类型“WAVE”、"fmt"chunk（共0x18字节）和"data"chunk。因此，WAV文件中从下式中的sizeoff开始的四个字节表示声音数据的大小，dataoff开始的位置为具体的声音数据。sizeoff=0x8+0x4+0x18+0x4=0x28d