用ADSP2191实现G_729算法

随着电信业务的发展 ,人们对话音编码的要求越来越高。不仅要求低延时、低码速率 ,而且要求有很高的话音质量。为此，国际电信联盟 (ITU)于 1 996年推出了G. 729算法。该算法在8kbps的传输码率下实现了较好的综合话音质量 ,且时延较短 ,可被广泛地应用于 IP电话、移动通信、多媒体网络通信等众多领域。ADSP2191是美国AD公司最新推出的一款定点DSP，特别适用于通讯，工业控制，语音/话音和医疗等方面。本文以ADSP-2191 EZ-KIT Lite评估板作为实现G.729语音编解码算法实验系统的基本硬件平台，实现G.729的算法。

一．G.729算法的描述

图1.1 G.729编码器原理图

图1.1给出了 CS-ACELP算法编码器原理框图.算法的帧长为 1 0 ms,分两个子帧进行处理 .采样输入的语音信号首先经过高通滤波器去除直流分量及低频分量的干扰,然后按每一帧提取10阶LP参数并转化为LSP(线谱对 )参数进行量化、编码;用量化后的LSP参数返求得的L P参数分别构成感觉加权滤波器 W(z)以及合成滤波器 1 / A(z);目标信号是从加权语音中除去感觉加权滤波器的零输入响应而求得的 ,目标信号经过自适应码本搜索及固定码本搜索后产生激励信号 ,分别乘以各自的增益 ,并共同激励合成滤波器,产生本地重建语音信号.对每帧提取 CELP模型参数 (包括线性预测参数、固定码本和自适应码本码矢量以及对应的增益 ),并将其编码后的比特流 (80 bit/ frame)送信道传输 .

二．系统平台的接口和硬件设计方案
ADSP-2191 EZ-KIT Lite评估板是AD公司设计用来在VisualDSP++开发环境中测试ADSP-2191数字信号处理器的性能的演示板。下面介绍它的接口和硬件设计方案。
2.1硬件接口：
外部存储区接口(EMI)：外部存储区为一个512Kx8的flash存储器，该存储器被连到引导存储区选择脚(BMS)和存储器选择0脚(MS0)，使得flash存储器既可用作DSP的引导加载存储区，也可在正常工作时用来存储有关信息。
音频接口SPORT0：与AD1885 SoundMAX编解码器相连，用户可以将输入语音接到编码器的麦克风输入通道，或者LINE_IN输入通道。另外，PF7接到AD1885的复位脚，从而DSP可以控制编码器的复位操作。
电话接口SPORT1：与AD1803电话编码器相连，使DSP在标准电话线上可用作调制解调器。这里主要通过AD1803的4个通用引脚对器进行控制。
JTAG仿真器接口：通过此接口可以访问DSP内外部存储区和专用寄存器。
主机接口和USB接口：以通过主机接口使自己开发的实验系统与EZ-KIT相连，也可以通过USB接口加载程序。另外，EZ-KIT Lite上还留有空的面包板，可供用户进行简单的系统扩展，增加新的功能。
PC机可以通过一个USB口或JTAG仿真器对ADSP2191进行操作或控制，用户也可以通过USB口不受任何限制地访问ADSP2191和评估板内核，板上配有的JTAG仿真器则使得PC机和目标板之间能快速方便地进行通讯。
2.2设计方案
G.729算法实现的重点在于编解码算法的实现以及数据的采集、存储。该系统硬件结构的设计为算法的实现提供了一个良好的平台。图2.1为该评估板的系统硬件设计方案。它的设计符合AC'97结构定义的音频信号处理要求。其中，ADSP-2191是AD公司专为通讯应用而设计的16位定点DSP，在实验系统中用作主控芯片，用于实现编解码算法。AD1885在系统中用作模/数、数/模转换器，它与ADSP-2191的SPORT0口相连。系统工作时，先由AD1885以8KHz的采样率将话筒输入的模拟语音信号转换成标准的PCM数字信号，再经过SPORT0口输入到ADSP-2191，并存入数据缓冲，当采样的数据达到一个语音帧(30ms)时，ADSP

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