云 劉潤(rùn)生 岳陽(yáng)師范大學(xué)物理系 （統(tǒng)14000）

     方幸明 山東淄博學(xué)院機(jī)電系（255000）王正文

     來(lái)源：《電子技術(shù)應(yīng)用》

     摘要：介紹一種雙通道數(shù)字語(yǔ)監(jiān)錄器的設(shè)計(jì)方案。由于整個(gè)系統(tǒng)的硬件、程序和語(yǔ)音編解碼算法都自行設(shè)計(jì)，所以可以就現(xiàn)有條件達(dá)到最優(yōu)化的性能、最完善的功能，且易于修改和擴(kuò)充。

     關(guān)鍵詞：數(shù)字語(yǔ)音監(jiān)錄器

     黑匣子 dsp 單片機(jī) 語(yǔ)音編碼

     隨著數(shù)字信與處理芯片（dsp）的發(fā)展，語(yǔ)音編解碼技術(shù)日益廣泛地應(yīng)用于軍事、民用和監(jiān)控等領(lǐng)域。就語(yǔ)音監(jiān)錄器而言，它可就用于運(yùn)輸、公安、消防、電話服務(wù)質(zhì)量監(jiān)督待諸多領(lǐng)域。1999年9月，鐵道池公布了《鐵路運(yùn)輸數(shù)字通訊記錄儀條件》，對(duì)鐵路運(yùn)輸部門行車作業(yè)、調(diào)度指揮中使用的通話語(yǔ)音記錄儀器的功能、技術(shù)要求、測(cè)量方法、檢測(cè)驗(yàn)規(guī)則等做出了詳細(xì)規(guī)定。本文所介紹的系統(tǒng)符合其各項(xiàng)規(guī)定，通過(guò)了鐵路部的鑒定，現(xiàn)正在推廣與完善之中。

     1 系統(tǒng)功能

     采用flash半導(dǎo)體存儲(chǔ)器，制成可插拔的卡式結(jié)構(gòu)，存儲(chǔ)容量可變。系統(tǒng)為雙通道卡式結(jié)構(gòu)，目前設(shè)計(jì)的單卡可存儲(chǔ)多達(dá)14小時(shí)的語(yǔ)音。系統(tǒng)也可在單卡狀態(tài)下工作。

     用戶界面為鍵盤和液晶顯示屏，包括時(shí)間顯示和各功能操作的狀成顯不．示。

     系統(tǒng)接在通訊線路上，即處于監(jiān)聽錄音方式。當(dāng)線上有語(yǔ)音傳輸時(shí)，系統(tǒng)即啟支動(dòng)錄音操作，并同時(shí)記錄該語(yǔ)音的出現(xiàn)時(shí)間。用戶可以對(duì)所錄語(yǔ)音進(jìn)行監(jiān)聽，確保語(yǔ)已錄制在存儲(chǔ)卡上。錄音過(guò)程循環(huán)進(jìn)行，如果不將卡取出，系統(tǒng)將用最新的語(yǔ)音數(shù)據(jù)覆蓋最老的數(shù)據(jù)，從而保證最新數(shù)小時(shí)的語(yǔ)音記錄。錄音屬于系統(tǒng)后臺(tái)操作。

     用戶可以進(jìn)行放音、循環(huán)放音、快進(jìn)、快退、按錄音時(shí)間查找等操作，還可以獲知每條語(yǔ)音的時(shí)間長(zhǎng)度。這些功能受密碼保護(hù)，為系統(tǒng)前臺(tái)操作。

     前臺(tái)操作可以在兩個(gè)存儲(chǔ)卡之間交換，而后臺(tái)操作則獨(dú)立運(yùn)行，不受前臺(tái)操作影響，僅取決于線上是否有語(yǔ)音出現(xiàn)。也就是說(shuō)，放音、監(jiān)聽、檢索等操作均不影響錄音，可以錄雙工同時(shí)工作。

     2 系統(tǒng)整體模塊設(shè)計(jì)

     如圖1所示，整個(gè)系統(tǒng)可分為flash存儲(chǔ)卡、信號(hào)處理、信號(hào)輸入輸出、系統(tǒng)控制的電源管理等五個(gè)功能單元。

     2.1 flash存儲(chǔ)卡

     韓國(guó)三星（samsunc）半導(dǎo)體公司的大容量存儲(chǔ)器具有很高性能價(jià)格比，本系統(tǒng)選用三星的64兆位flash存儲(chǔ)芯片km29u64000來(lái)存儲(chǔ)語(yǔ)音數(shù)據(jù)。該芯片工作在2.-3.6v電壓下，其命令、地址、數(shù)據(jù)線復(fù)用，8位寬度傳輸�？芍貜�(fù)擦寫一百萬(wàn)次，掉電后數(shù)據(jù)存儲(chǔ)時(shí)間為10年。該芯

     片在5.3kb/s的碼率下可存儲(chǔ)3.5小時(shí)以上的語(yǔ)音，因而在采用4枚該芯片的存儲(chǔ)卡上，可以記錄多達(dá)14小時(shí)的語(yǔ)音信息。

     2.2 信號(hào)處理單元

     本單元包括數(shù)字信號(hào)處理器（dsp）、編***（codec）和一些控制器件。

     dsp部爭(zhēng)采用analoc devices公司生產(chǎn)的16位定點(diǎn)數(shù)字信號(hào)處理器ads2181，這是本系統(tǒng)進(jìn)行信號(hào)處理的核心芯片，它具有以下特點(diǎn)：

     運(yùn)算速度33mips，適合高質(zhì)量中低速率語(yǔ)音編碼算法的運(yùn)算速度要求；

     片內(nèi)含80k byte ram，分為48k byte的程序ram及32k

     byte 的數(shù)據(jù)ram；

     兩路獨(dú)立可編程雙工串行通信接口，支持a律／μ的硬件解壓擴(kuò)，支持自動(dòng)緩沖區(qū)操作，這兩個(gè)串行口在本系統(tǒng)中分別用來(lái)收發(fā)語(yǔ)音數(shù)據(jù)和單片機(jī)通信；

     4m byte的外部尋地址空間；

     支持內(nèi)外存之間的dma操作，用于存儲(chǔ)dsp程序、算法和數(shù)據(jù)；

     13個(gè)可編程的i／o口，用于與單片機(jī)通信和可編程邏輯器件