基于dsp的实时数字音效处理系统

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1、器件与电路!"#$%"&’()#*+)$基于!"#的实时数字音效处理系统·系统设计·梁勇，刘光明，窦维蓓，董在望（清华大学电子工程系，北京!"""#$）【摘要】论述了基于%&’()*#+),-.开发系统的实时数字音效处理系统，在对数字音频信号的混响、合唱、均衡等多种音效方式合成的原理和算法研究与仿真的基础上，在硬件上实现了这些音效的处理，并能够实时处理后播放。【关键词】数字信号处理器；数字音效处理；混响；合唱；数字均衡【$%&’()*’】/012134567186965343:86;<2=;=1>>6?9>@>517A3>18

2、;?%&’()*#+),-.A;3286>86>B=:>>18，3?85013:86;<2;=1>>6?9;C21D12A12356;?，=0;2:>3?81E:346F1232167<4171?518G【+,-./(0&】%&’；86965343:86;<2;=1>>6?9；21D12A12356;?；=0;2:>；86965341E:346F12!引言户提供一个硬件开发平台的一套开发系统。板上有%&’()*#+)、!)位&5121;M;81=、片外内存和可扩展端各种新型数字声音音源相继出现（如.’H，.6?6I口，其结构如

3、图+所示。%6>J，%-%）为数字音频系统创造了新的需求。随着%&’()*#+)可在#".NF下工作，运算速度可以达%&’的普遍应用和数字信号处理技术的发展，对声音到$".O<>，使音效的实时处理成为可能，外挂存取时信号进行实时处理成为可能。%&’的速度越来越快以间为!"?>的静态存储器，配置成)$PQ!)A65的程序存及各种快速算法的应用，在它上面可以进行各种复杂储区和)$PQ!)A65的数据存储区，%&’在R".NF下的数字音效（如均衡，混响）实时处理，可应用于各种数可以对外部存储器进行零等待存取。音效处理需要大字音频播放

4、器的音频后处理。量的卷积运算，需要延时，很多中间结果需要保存，必+硬件系统须有巨大的存储量。经过预测和实际设计检验，%&’()*#+),-.提供了足够大的存储量。!.串行硬件系统框图如图!所示。,,’ST.、%&’可通过&’O访问、可在,,’ST.里预先整个系统全部在()*#+),-.板上实现。实时数存入音频或语音信号给设计带来多样化。字音效处理系统是一个典型的数字信号处理系统，重如上所述，%&’()*#+),-.为音频信号处理提供点在于%&’对数字信号进行实时处理的算法和存储了一个很好的开发平台，下面对其主要硬件进行说明。区

5、的合理分配，()*#+),-.板上的模拟输入输出接（!）外部程序和数据存储区口、KL%和%LK、外挂存储器、简单的控制功能的中断评估板上的外部数据和程序存储区由一块芯片按键为数字实时音效处理提供了一个比较完善的、稳U&R+!!)组成，它是!+#PQ!)A65的快速静态存储器，定的硬件系统。它的物理区域分成+块)$PQ!)A65的逻辑区域，如图%&’()*#+),-.是演示%&’()*#+)功能并为用H所示。逻辑分区通过程序存储区访问信号’&和存储器地址线K"实现，%&’工作在R".NF频率时能够零等待存取外部存储器的数据；（+

6、）数字专用KL%和%LK（&5121;M;81=）!)位立体声M;81=M&$+!#和%&’()*#+)的&&O相连，支持音频、语音和信号分析处理，评估板上有一个!+G+##.NF的晶振和M;81=相连，这样，M;81=的采样频率可在#JNF和$#JNF中选择，由于数字音效处H)电声技术!""#年第"$期!"#$%"&’()#*+)$器件与电路(3*8是串行传送时钟，管脚提供传送数据的波特率。(39(提供串行数据通信的帧同步。’()2:9"0:的通用/6端口’的)’1，)’0，)’&用来对*(!01"的工作方式进行编程。虽然数

7、字音效涉及到复杂的数字信号处理运算，但’()2:9"0:的!;的运算能力为音效处理提供足够的速度、片内内存和足够大的缓冲以及快速算法，使实时音效处理成为可能。&软件流程在’()2:9"0:?@<的音频处理流程如图:所示。*+,-.每次向’()传送一个1:ABC的采样数据后，将引发’()2:9"0:的((/接收中断，’()把接收到的数据存入系统的输入缓存，同时对已存入缓存的音频数据进行各自处理，再经变换存入系统的输出缓冲，而’()2:9"0:的((/输出中断程序会定时执行从输出缓存理进行的是高保真的音效处理，所以选择的采

8、样频率为!"#$%，通过设置&个拨动开关到相应的位置即可。（&）模拟输入输出评估板上有立体声线路输入、线路输出以及立体声耳机输出，见图!。（!）数字接口’()和*+,-.通信通过((/串行接口实现，((/与音频编解码器*(!01"的连接如图2，’()上的(3’用来将串行数据输