摘 要：介绍了一种基于DSP的多通道音频信号处理平台的基本电路，设计了DSP与音频编解码器TLV320AIC23B的硬件接口，实现了四通道音频信号输入和输出，同时具有高性能、低功耗和便携等特点。该平台已经应用于有源抗噪声耳罩项目中。
关键词：DSP；TLV320AIC23B；接口设计；多通道；便携式

　DSP芯片具有处理速度快、灵活、精确、抗干扰能力强、体积小及可靠性高等优点，可满足对信号快速、精确、实时处理及控制的要求。本文基于DSP TMS320VC5509A[1] (以下简称VC5509A)和TLV320AIC23B[2](以下简称AIC23B)，成功研制出了一种可独立运行和上电自举加载程序的多通道音频信号处理平台。该平台已经应用于课题组研发的数字式抗噪耳罩项目中，结合经典有源噪声控制算法，经测试对单频噪声降噪明显。
1 平台总体结构和系统框架
　平台总体结构如图1所示。其硬件电路包括DSP芯片VC5509A、电源电路、时钟电路、手动复位电路、CPLD逻辑控制电路、存储器电路、AIC23B接口及其外围电路等。该处理平台在设计时，考虑到了以下几个方面的设计要求：(1)运算量。采用了高性能的VC5509A DSP芯片，处理速度为144 MIPS，可快速实现适用于数字信号处理的复杂算法。(2)接口。采用了两片内部集成ADC和DAC的AIC23B，可实现四通道音频信号输入和输出。(3)功耗。采用低功耗设计，选用了低功耗贴片封装的元器件，以延长电池的使用时间、减小平台的体积和重量。

　平台具有在线系统仿真、自举加载程序等功能，同时还有调试方便、稳定性好、精度高等优点。
2 平台电路设计
2.1 电源电路设计
　平台由7.2 V锂电池供电，有4种典型电源：VC5509A处理器的I/O电源3.3 V、内核电源1.6 V、模拟电路所需的±5 V电源。为达到电源设计要求，将7.2 V的锂电池电压降到5 V，+5 V电源产生电路如图2所示。利用MAX660将+5 V电源转换为-5 V输出，-5 V电源产生电路如图3所示。采用具有上电复位和监控功能的TPS767D301电源芯片，产生3.3 V和1.6 V电源，如图4所示。

2.5.3 数字音频接口电路设计
　AIC23B支持四种音频接口模式：右判断模式、左判断模式、I2S模式和DSP模式。AIC23B的数据接口一般采用I2S(Inter-IC Sound)和DSP模式。I2S总线是Philip公司为数字音频设备之间的音频数据传输而制定的一种总线标准。这两种模式均可以方便地与VC5509A的McBSP相连接。平台采用了DSP模式与McBSP实现无缝连接，且用AIC23B作为主设备，主设备时钟由一个12 MHz的石英晶振提供，两个12 pF的电容滤波。
　在DSP模式下，AIC23B引脚LRCIN和LRCOUT必须连接到McBSP的帧同步信号上。在LRCIN或 LRCOUT的下降沿开始发送数据，先发送左通道信号字，紧接着发送右通道信号字。DSP模式时序如图14所示。信号字的长度由IWL寄存器决定，唯一要注意的是McBSP的发送与接收时钟均由AIC23B提供。

　本文以VC5509A为核心，成功地设计了一个多通道音频信号处理平台。该平台性能高、体积小、功耗低、便于携带和使用，且价格低，基于本平台的一个全数字式有源抗噪声耳罩成本不足400元(而目前国外公司类似产品售价达上千美元)。利用该平台可实现前馈、反馈和复合消噪算法。用经典的FLMS算法对该平台进行了初步实验，结果表明，源噪声为单频噪声时，在80～700 Hz范围以内，降噪效果明显。
参考文献
[1] TI. Datasheet of TMS320VC5509A fixed-point digital signal processor. 2007.
[2] TI. Datasheet of TLV320AIC23B data manual. 2004.
[3] 赵洪亮.TMS320VC55x DSP应用系统设计[M]．北京：北京航空航天大学出版社，2008.
[4] 彭启琮.TMS320VC55x系列DSP的CPU与外设[M]．北京：清华大学出版社，2005.