基于DSP芯片TMS320C5409的语音实时变速系统

采用DMA的方式，即串口每收到或发送一组单元，都会自动触发DMA将其搬送到一个内部的Buffer中，等Buffer满了再通过中断方式告诉CPU处理。这时DMA最好采用ABU(Auto Buffering)模式，可以有效防止Buffer中的数据在串口速率较高时被新数据冲掉的问题。在进行语音变速时，只需要将13MA通道的帧长做相应的改变即可。

SST39VF400A(256K×1 6位)作为TMS320C5409的外部数据存储器，地址总线和数据总线接至TMS320C5409的外部总线，CR接至TMS320C5409的DS。TMS320C5409与SST39VF400A的接口如图4所示。

外部存储器采用的是CY7C133，它是高速的2K×16bit的静态异步双端口RAM，其存储速度为25ns。它有两套独立的地址线、数据线和控制信号线，允许两个控制器件中的数据通过共同连接的存储器来进行通信。该双端口RAM允许两个控制器同时读取任何存储单元(包括同时读同一单元)，但不允许同时写或者一读一写统一地址单元。

对于TMS 320VC5402，数据存储器CY7C133的对应地址为4000H～47FFH。

系统软件

本系统实现的目标是键盘控制功能和语音录放功能，并且能够将输入的语音信号以任意变速率播放而不改变语音的声调。系统采用C语言进行功能开发。

本系统中将HPI口映射成为GPIO，并且将键盘连线通过"或"门接到INTO。当有按键按下时，INTO中断处理程序通过从GPIO中读出的数值判断此时是录音、放音、语速变快还是语速变慢。

抗干扰设计

本系统中既采用硬件抗干扰技术，也采用了软件抗干扰技术。下面简要介绍一下本系统所采用的硬件看门狗和数字滤波器的设计。

利用硬件看门狗功能提高系统的抗干扰能力。由专用芯片MAX692构成的看门狗电路(图5)，系统所用外围元件少。MAX692是微系统监控电路芯片，具有后备电池切换、掉电判别、看门狗监控等功能。其中WDI是看门狗检测输入端，接到数字电路系统的一个专用I/O口或一个总线口上。RESET是复位信号输出端，接数字电路系统的复位端RST。MAX692的WDI定时周期为1.6 s，复位脉冲宽度是200ms。如果WDI保持高或低超过"看门狗"定时周期(1.6s)，RESET端将发生200ms宽(最小140ms)的负脉冲使数字电路系统复位。

设数字滤波器的输入信号为X(n)，输出信号为Y(n)，则输入序列和输出序列之间的关系可用差分方程表示为：

式中输入信号X(n)可以是语音信号经采样和ADC变换后得到的数字序列，也可以是计算机的输出信号;aK和bK均为 系数，通过设置aK和bK可将DF设计成需要的带通滤波器。

数字滤波器的软件设计方法有：程序判断滤波法(限幅滤波法)、中位值滤波法、算术平均滤波法、递推平均滤波法、防脉冲干扰平均滤波法、一阶滞后滤波法等6种方法。根据需要，本系统选择程序判断滤波法。

结浯

实践证明，本系统在进行语音变速的同时，能够保证原说话者语调保持不变，且操作简单，系统延时小。