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基于FPGA的音频开发平台的设计及其SOPC实现

王婷雅  
【摘要】:随着微电子技术的革新以及计算机体系结构理论的完善,使得嵌入式技术不断取得新进展。基于FPGA和NiosⅡ嵌入式软核的可编程片上系统(SOPC)以其设计灵活、可裁剪、软硬件可编程等特点和优势,一直为设计者所关注。 FIR滤波器是数字信号处理的基本算法之一,广泛应用于声音、图像处理等现代通信技术中。本文结合FIR滤波器的不同实现方法,提出一种基于SOPC实现方案。论文以Altera公司的CycloneⅡ系列EP2C35为核心芯片,以TI公司的TLV320AIC23为音频模块,设计了一款通用的音频开发平台,包括FPGA主芯片电路、音频模块、存储器电路、配置模块、通信串口、电源电路、晶振电路、复位电路和扩展接口等模块的设计。以此平台为基础,深入研究SOPC系统的硬件系统设计和软件开发方法。利用Matlab中的FDAtool工具箱设计FIR滤波器系数,结合QuartusⅡ开发工具,实现了基于FPGA和SOPC技术的FIR滤波,达到了声音的接收、A/D和D/A转换、滤波、回放功能。同时,该平台预留了部分可扩展接口,不但满足了本设计的要求,还为其今后在多个方面的应用打下了基础,具有一定的前瞻性。


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