| 作 者： 長沙國防科技大學 劉國�！ 垺～^ 王躍科 王光明 摘 要： 通過分析Windows Sound System兼容聲卡和PC機ISA總線的接口原理,將其中的聲效芯片CS4235應用到基于DSP的嵌入式系統(tǒng)中,極大地改善了系統(tǒng)的音質;采用DMA控制器8237A實現(xiàn)DSP與CS4235的硬件接口,遵循PnP協(xié)議解決DSP對CS4235的資源配置以及寄存器讀寫等軟件接口問題;最后給出CS4235在基于DSP的全數(shù)字化語言學習系統(tǒng)中的具體應用。 關鍵詞： CS4235 DSP DMA PnP
引 言
聲卡技術是多媒體計算機技術的關鍵技術之一,它的出現(xiàn)使得計算機更富表達力。目前,由于采用的錄放音芯片結構簡單、采樣率過低而使得嵌入式系統(tǒng)中的音質效果比較差,遠遠滿足不了人們對高檔生活、學習用嵌入式系統(tǒng)的要求。如果能將聲卡技術應用到嵌入式系統(tǒng)中,由于聲卡的強大功能,必將使整個系統(tǒng)的聲音質量上升一個新的臺階。通過分析,WSS（Windows Sound System）兼容聲卡和PC機ISA總線的接口原理,我們將其中的聲效芯片CS4235應用到基于DSP的嵌入式系統(tǒng)中。不用現(xiàn)成的聲卡而利用其上的聲效芯片是因為這樣做設計起來更靈活方便,可根據系統(tǒng)需要增刪相應的功能;不用MCS51系列而采用DSP,是因為對聲卡操作需要太多的系統(tǒng)資源,MCS51并不具備此能力,否則硬件接口電路將相當復雜。
1 CS4235原理與結構
1.1 聲卡工作原理
圖1示出了聲卡的基本工作原理：主機通過總線將數(shù)字化的聲音信號以PCM的方式送到數(shù)模轉換器（D/A）,將數(shù)字信號變成模擬的音頻信號;同時又可以通過模數(shù)轉換器（A/D）將麥克風或CD的輸入信號轉換成數(shù)字信號,送到計算機進行各種處理。 
1.2 CS4235功能結構
WSS是Microsoft公司為統(tǒng)一聲卡的標準,最終為應用提供方便而提出的Windows 環(huán)境下多媒體擴展定義的一個音頻子系統(tǒng)標準,包括硬件平臺和軟件接口[1]。CS4235就是一種適應于WSS并且提供了ISA總線接口的聲卡核心芯片,除了聲音的采集和播放外,其它控制全部依賴于主機;它占用較多的主機時間,但成本比較低。CS4235的功能框圖如圖2所示。從圖2中可以看出,CS4235是一個完整的音頻子系統(tǒng)集成電路,提供了16位立體聲ADC及DAC、片內可重構數(shù)字濾波器、可編程增益值及衰減值的模擬和數(shù)字混合器、可選串行接口、具有同時錄音和播放能力的全雙工通道。CS4235的文檔說明見參考文獻[2]。 
限于篇幅,這里不介紹CS4235的模擬硬件部分,而主要研究CS4235與DSP的數(shù)字硬件接口問題。由于TMS320F206（簡稱F206）是一種低價格、高性能的16位定點運算數(shù)字信號處理器（DSP）,性價比極高,目前已成為高檔單片機的理想替代品,在通信、語音處理、軍事、儀器儀表、圖像處理等領域得到了廣泛的應用[3],因而系統(tǒng)中選用F206作為DSP。CS4235提供的8位并行接口與ISA總線兼容,是否也與DSP的外部擴展總線兼容呢？表1中列出了CS4235和ISA總線接口的信號引腳及簡單描述,相應地也列出了F206的對應引腳。從表1可以看出,要實現(xiàn)DSP對CS4235的直接操作,DSP系統(tǒng)必須提供上述ISA總線信號。DSP芯片一般可提供數(shù)據信號線、地址信號線、I/O讀寫信號線和READY信號線,同時還擁有多個中斷輸入引腳;但并不直接具備DMA功能引腳,這給DSP與CS4235之間的接口帶來了不便,也正是本文所要解決的主要問題。 
2 DSP與CS4235的硬件接口
2.1 F206使用HOLD操作的直接存儲器訪問
F206實現(xiàn)DMA功能的關鍵是該類芯片提供了2個信號引腳：HOLD/INT1和 ,這2個信號控制的HOLD操作過程如下。
①  。外部設備可以把該引腳驅動到低電平從而請求對外部總線的控制。如果HOLD/INT1中斷線被允許,那么這將觸發(fā)中斷。
②  ,在響應中斷 |
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