语音信号μA律压缩的DSP软件实现 第4页
图2-3 13折线特性
若用8位折叠二进制码来表示输入信号的抽样量化电平时，其中第1位表示量化值的极性，其余7位(第2位至第8位)则表示抽样量化值的大小。具体做法：用第2位至第4位的8种可能状态分别表示8个段落的段落电平，其它4位码的16种可能状态分别代表每一段落的16个均匀划分的量化间隔。这样处理的结果，8个段落便被划分成27=128个量化间隔。可见，这样的编码方法是把压缩、量化和编码合为一体的方法。常用二进制码型如表2-1所列。毕业论文
http://www.751com.cn表2-1 常用二进制码型
我们将压缩后的格式码定义为：PSSSQQQQ，相当于将正负值输入分成8个区段(0－7)。其中P为符号位，1代表正，0代表负；SSS表示3位段落码；QQQQ表示区内码，区分不同输入的范围值。这种编码方式使压缩、解压缩变得简洁而有效率，这样，既可基本保持连续压扩特性曲线的优点，又便于数字电路实现。段落码和8个段落之间的关系如表2-2所列，段内码和16个量化间隔之间的关系如表2-3所列，各段落的起点电平如表2-4所列，标准的A率数据压缩表如2-5所列。
输入数据因在压缩编码过程中舍弃了数位(1位至7位不等)，解调过程中无法恢复其真实值，但可取中间值来弥补。例如：编码是舍弃了4位数，便取此4位数的最大值的一半来替代被舍弃的4位进行恢复。这样，音量越高，解调时低位上引起的误差必然越大，但由于语音高音量的低位值对语音影响较小，故仍可采用这种近似恢复，并能取得较好的效果。
表2-2 段落码 表2-3 段内码
表2-4 段落本文来自辣文论文网起点电平
段落 1 2 3 4 5 6 7 8
起落电平 0 16 32 64 128 256 512 1024
我们对A律对数PCM的基本原理及算法的具体操作进行了论述，并在DSP为核心的某语音处理终端上实现了该算法。实践证明，对数PCM可对采入系统的数字化语音进行一定程度的压缩，且经压缩解压缩后的数据误差较小，对语音的音质损失，人耳基本分辨不出，能在小型专用语音数字传输设备的语音传输过程中可靠使用。
A律数据压缩表
12位码(十进制) 量阶 符号位 段落码(二进制) 段内码(二进制)
0~15 1 0 000 0000~1111
16~31 1 0 001 0000~1111
32~63 2 0 010 0000~1111
64~127 4 0 011 0000~1111
128~255 8 0 100 0000~1111
256~511 16 0 101 0000~1111
512~1023 32 0 110 0000~1111
1024~2047 64 0 111 0000~1111
第3章 DSP芯片的基本介绍
本次毕业设计由TMS320C5402定点DSP芯片、模数转换、数模转换等构成。其中，TMS320C5402DSP作为系统的核心，完成语音存储、压缩、解压缩在内的所有功能[11]。
3.1 DSP芯片简介
DSP芯片，也称数字信号处理器，是一种具有特殊结构的微处理器[15]。DSP芯片的内部采用程序总线和数据总线分开的哈佛结构，具有专门的硬件乘法器，广泛应用于流水线操作，提供特殊的DSP指令，可以用来快速地实现各种数字信号处理算法。根据数字信号处理的要求，DSP芯片一般具有如下的主要特点：
(1)在一个指令周期内可完成一次乘法和一次加法。
(2)程序和数据空间分开，可以同时访问指令和数据。
(3)片内具有快速RAM，通常可通过独立的数据总线同时访问两块芯片。
(4)具有低开销或无开销循环及跳转的硬件支持。
(5)快速的中断处理和硬件I/O借口支持。
(6)具有在单周期内操作的多个硬件地址产生器。
(7)可以并执行多个操作。支持流水线操作，使取指、译码、取操作和执行等操作可以重叠执行。
3.2 DSP芯片的基本结构
(1)哈佛结构：哈佛结构的主要特点是将程序和数据存储在不同的存储空间中，即程序存储器和数据存储器是两个相互独立的存毕业论文
http://www.751com.cn储器，每个存储器独立编址、独立访问。与两个存储器相对应的是系统中设置了程序总线和数据总线，从而使数据的吞吐率提高了一倍。由于程序和数据存储在两个分开的空间中，因此取指和执行能完全重叠进行。
(2)流水线操作：流水线与哈佛结构相关。DSP芯片广泛采用流水线，以减少指令执行的时间，从而增强了处理器的处理能力。处理器可以并行处理2-4条指令，每条指令处于流水线的不同阶段。
(3)多总线结构：许多DSP芯片内部采用了多总线结构，这样可以保证在一个机器周期内，同时访问数据和程序存储空间。因此可以解决传统芯片的总线冲突问题，使系统的速度和效率大大提高。
(4)专用的硬件乘法器：乘法速度越快，DSP的性能越高。由于具有专用的应用
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