"計算機化、軟件化、多室合一"是數(shù)字語言實驗室的發(fā)展方向--現(xiàn)代化的教育機構(gòu)，將不會再分門別類地建設(shè)語音教室、多媒體教室、網(wǎng)絡(luò)教室、考試中心、開放式學(xué)習(xí)中心，取而代之的是簡潔統(tǒng)一的多功能教室。語言教學(xué)日趨多樣化、個性化，新概念、新標準、新手段、新內(nèi)容層出不窮。教育機構(gòu)亟需具有持續(xù)更新能力的產(chǎn)品，傳統(tǒng)硬件產(chǎn)品無法更新?lián)Q代的弱點相應(yīng)凸現(xiàn)。

　　建立語音教室、多媒體教室、網(wǎng)絡(luò)教室、考試中心、開放式學(xué)習(xí)中心等多功能合一的教學(xué)環(huán)境，限度地簡化學(xué)校采購、排課、使用、維護和升級工作，大幅度降低投資成本，從而迅速獲得國內(nèi)眾多著名高等學(xué)府的青睞。

　　數(shù)字信號處理（Digital Signal Processing,簡稱DSP）是一門涉及許多學(xué)科而又廣泛應(yīng)用于許多領(lǐng)域的新興學(xué)科。20世紀60年代以來，隨著計算機和信息技術(shù)的飛速發(fā)展，數(shù)字信號處理技術(shù)應(yīng)運而生并得到迅速的發(fā)展。數(shù)字信號處理是一種通過使用數(shù)學(xué)技巧執(zhí)行轉(zhuǎn)換或提取信息，來處理現(xiàn)實信號的方法，這些信號由數(shù)字序列表示。在過去的二十多年時間里，數(shù)字信號處理已經(jīng)在通信等領(lǐng)域得到極為廣泛的應(yīng)用。德州儀器、Freescale等半導(dǎo)體廠商在這一領(lǐng)域擁有很強的實力。其工作原理是接收模擬信號，轉(zhuǎn)換為0或1的數(shù)字信號。再對數(shù)字信號進行修改、刪除、強化，并在其他系統(tǒng)芯片中把數(shù)字數(shù)據(jù)解譯回模擬數(shù)據(jù)或?qū)嶋H環(huán)境格式。它不僅具有可編程性，而且其實時運行速度可達每秒數(shù)以千萬條復(fù)雜指令程序，遠遠超過通用微處理器，是數(shù)字化電子世界中日益重要的電腦芯片。它的強大數(shù)據(jù)處理能力和高運行速度，是值得稱道的兩大特色。

　　TMS320F206是美國TI（德州儀器）公司繼TMS320C2X和TMS320C5X之后推出的一種低價格、高性能的16位定點運算DSP,其CPU接近于TMS320C25,但時鐘速率提高、指令集更加豐富和優(yōu)化、片內(nèi)外設(shè)向TMS320C5X靠攏[1].TMS320F206（以下簡稱F206）的性價比較高，目前已成為單片機理想替代品，在通信、語音/語言、軍事、儀器儀表、圖像處理、工業(yè)控制等領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。本文就是用F206對MSM6588語音芯片進行錄音、放間控制，用FLASH存儲器AM29F040B進行語音數(shù)據(jù)存儲，用差分線驅(qū)動器和接收器SN75LBC180在RS-485總線網(wǎng)絡(luò)上傳輸語音數(shù)據(jù)，從而滿足全數(shù)字化語言教學(xué)實驗室對學(xué)生機提出的上述要求的。圖1示出了該語音系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)簡圖。

　　1 語音錄放電路

　　語音芯片MSM6588是日本OKI公司的產(chǎn)品，內(nèi)含話簡放大器、低通濾波器（LPF）、12位A/D和D/A轉(zhuǎn)換器，語音數(shù)據(jù)的處理采用ADPCM（自適應(yīng)差分脈沖編碼模式）方式[2].語音芯片主時鐘頻率確定后，可用DSP通過軟件輸入控制字來設(shè)定采樣頻率。采樣頻率設(shè)定越高，放間的品質(zhì)越好，錄間的時間就越短。表1給出了MSM6588語音芯片的常用控制命令。

　　表1 MSM6588的控制命令表

　　F206和MSM6588的引腳說明見參考文獻[1]和[2].U3是總線收發(fā)器，用來隔離和驅(qū)動DSP的數(shù)據(jù)線。MSM6588左邊的模擬電路用來放大從麥克風(fēng)給拾取的微弱電信號，左邊的模擬電路是功率放大部分，U5即TPA302是音頻功率放大器，可驅(qū)動32Ω耳機。

　　2 語音存儲電路

　　FLASH閃存 閃存的英文名稱是"Flash Memory",一般簡稱為"Flash",它屬于內(nèi)存器件的一種。 不過閃存的物理特性與常見的內(nèi)存有根本性的差異： 目前各類 DDR 、 SDRAM 或者 RDRAM 都屬于揮發(fā)性內(nèi)存，只要停止電流供應(yīng)內(nèi)存中的數(shù)據(jù)便無法保持，因此每次電腦開機都需要把數(shù)據(jù)重新載入內(nèi)存；閃存則是一種不揮發(fā)性（ Non-Volatile ）內(nèi)存，在沒有電流供應(yīng)的條件下也能夠長久地保持數(shù)據(jù)，其存儲特性相當(dāng)于硬盤，這項特性正是閃存得以成為各類便攜型數(shù)字設(shè)備的存儲介質(zhì)的基礎(chǔ)。

　　由于語音芯片內(nèi)無存儲器，必須外掛存儲器。可采用的存儲器很多，如SRAM、PSRAM、DRAM、SDRAM、FLASH等。本方案采用的是AMD公司生產(chǎn)的AM29F040B,它的存儲容量為512KB,使用單5V電源進行按扇區(qū)的擦除和按字節(jié)的寫放操作。AM29F040B的非易失性可使語音數(shù)據(jù)在掉電后不會丟失，它的閃速存儲器能可提高語音數(shù)據(jù)的采樣頻率，從而提高放間的品質(zhì)。當(dāng)采樣頻率設(shè)定為5.86kHz時，錄音/放音時間為174.744s.AM29F040B的引腳輸出與工業(yè)標準的EPROM、E2PROM完全兼容，在電路設(shè)計時非常方便。圖3示出F206與AM29F040B的接口電路。AM29F040B地址線有19根，設(shè)計F206與其接口的關(guān)鍵是將AM29F040B的高位地址線（圖3中為A14、A15、A16、A17和A18,可根據(jù)分頁的多少和頁面大小而定）通過八D鎖存器74HC574的輸出保持，其余地址線直接連到F206的地址總線上。該接口電路將512KB的數(shù)據(jù)空間分成32頁，每頁16KB.這16KB的空間被定位在F206數(shù)據(jù)空間的哪一個范圍則由信號線/CSFLASH決定。在對FLASH操作時，先要通過74HC574選擇頁面，然后便可對當(dāng)前頁面的16KB數(shù)據(jù)空間讀寫。

　　與靜態(tài)RAM不同，對FLASH的操作是通過一系列命令來實現(xiàn)的。表2給出不AM29F040B的主要命令定義（其中XXX表示任意地址。RA表示要讀的存儲地址，RD表示要讀的數(shù)據(jù)；PA表示編程地址，PD表示編程數(shù)據(jù)；SA表示扇區(qū)地址A18~A16）。從表2可以看出，讀FLASH只需要1個時鐘周期，而寫入一個字節(jié)則需要4個時鐘周期，因此FLASH的讀寫速度比SRAM慢。但FLASH比相同容量的SRAM便宜得多，工作可靠性高，因而FLASH非常適用于需要大容量、非易失性、重復(fù)編程存儲的場合。

　　表2 AM29F040B的主要命令