四通道語音控制器芯片的設(shè)計(jì).pdf

1、當(dāng)今社會(huì),隨著科學(xué)技術(shù)的高速發(fā)展,電子產(chǎn)品已經(jīng)越來越多地走進(jìn)人們的生活。而聲音作為人類傳播信息的重要媒介,也被體現(xiàn)在電子產(chǎn)品的設(shè)計(jì)中?，F(xiàn)在,很多電子產(chǎn)品都增加語音芯片來優(yōu)化產(chǎn)品的人機(jī)界面,增強(qiáng)產(chǎn)品的實(shí)用性與娛樂性。語音芯片一般可分為語音識(shí)別芯片、錄放音芯片和語音合成芯片。語音合成芯片因其價(jià)格便宜,品種豐富,在中低檔消費(fèi)類電子產(chǎn)品中使用較多。四通道語音控制器芯片定位于高品質(zhì)語音合成芯片,用于滿足中低檔消費(fèi)類電子產(chǎn)品對(duì)于高品質(zhì)音樂播放的需求

2、。 芯片采用正向設(shè)計(jì)流程,在總體設(shè)計(jì)方案確定之后進(jìn)行功能模塊劃分,再對(duì)各個(gè)功能模塊進(jìn)行設(shè)計(jì)。四通道語音控制器芯片的名稱體現(xiàn)了它的特色。在設(shè)計(jì)時(shí)嵌入一個(gè)4位精簡(jiǎn)指令集微控制器(Micro Controller Unit, MCU),使用戶通過編程控制音樂的播放。應(yīng)用程序和音樂數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在只讀存儲(chǔ)器(Read Only Memory, ROM)中,采用掩模編程ROM的設(shè)計(jì),使用Flat-cell技術(shù)設(shè)計(jì)存儲(chǔ)單元陣列,地址譯碼器和讀出放

3、大器也做了優(yōu)化。設(shè)計(jì)一個(gè)使用電子樂器數(shù)字接口(Musical Instrument Digital Interface, MIDI)技術(shù)的樂音合成器合成音樂,采用波表合成法合成樂音以實(shí)現(xiàn)多種樂器的音色。ROM中讀出的音樂數(shù)據(jù)經(jīng)解碼后送到聲音包絡(luò)發(fā)生器,聲音包絡(luò)調(diào)整使音效更加逼真。調(diào)整之后的音頻數(shù)據(jù)分別送到各自的通道寄存器,四個(gè)通道中的音頻數(shù)據(jù)經(jīng)過數(shù)字混合器混合,再經(jīng)過數(shù)字,模擬(Digital/Analog, D/A)轉(zhuǎn)換器輸出。芯片在

4、設(shè)計(jì)上體現(xiàn)了高品質(zhì)音樂播放的特點(diǎn),在應(yīng)用程序控制下可以同時(shí)播放四種樂器的演奏,而且音色逼真。輸入/輸出電路中靜電放電(Electrostatic Discharge, ESD)保護(hù)結(jié)構(gòu)采用MOS(Metal-Oxide-Semiconductor)管結(jié)構(gòu),并進(jìn)行了ESD測(cè)試,經(jīng)測(cè)試該結(jié)構(gòu)可以抵抗2000V以上的ESD打擊。功能模塊設(shè)計(jì)完成之后,進(jìn)行了性能和功能仿真,采用全定制與半定制相結(jié)合的方法進(jìn)行版圖設(shè)計(jì),最后進(jìn)行工藝流片,并在指定的