（DSP TMS320C6713浮點(diǎn)處理器 ＋Cyclone II FPGA EP2C5 視音頻開發(fā)板）

應(yīng)用:

1、電臺(tái),電視臺(tái),舞臺(tái)等場(chǎng)合的專業(yè)音頻處理（調(diào)音，均衡，效果器等）；
2、醫(yī)療上的數(shù)據(jù)分析處理（如醫(yī)療影像分析，心率譜分析等）。
3、靜態(tài)的視頻壓縮，處理和傳輸。
4、研究生，本科生數(shù)字圖像及數(shù)字音頻處理的教學(xué)平臺(tái)。
5、工程師可利用本平臺(tái)實(shí)現(xiàn)數(shù)字信號(hào)處理的算法。
6、直接用于2 次開發(fā)。由TI DSP 芯片TMS320C6713(200M 主頻)和Altera FPGA Cyclone II EP2C5 組成的音視頻開發(fā)板，DSP 主要做音頻處理，同時(shí)可以將FPGA 采集的視頻數(shù)據(jù)接收進(jìn)來做視頻分析和處理，兩者結(jié)合，完美實(shí)現(xiàn)視頻和音頻的高速處理。

開發(fā)板特點(diǎn):

1．使用TMS320C6713 和Cyclone II EP2C5 運(yùn)算平臺(tái), 性價(jià)比優(yōu)越的高速處理平臺(tái).
2．支持視頻采集(ITU-R656), 可以應(yīng)用TI 的DSPLIB 做二次開發(fā),EMIF通道采集視頻數(shù)據(jù)進(jìn)DSP，提供CCIR656編解碼程序.
3．高精度音頻采集,EDMA 傳輸音頻數(shù)據(jù)(LIB),支持高速浮點(diǎn)高精度音頻信號(hào)處理.
4．CSL 庫應(yīng)用例程,Bootload 程序,SDRAM 控制程序.

DSP 部分資源（硬件）：

TI 200M 主頻浮點(diǎn)DSP 芯片；片上256K×32bit RAM
外擴(kuò)8M×16bit SDRAM 16Mbit Flash ROM
*CIRRUS 最新專業(yè)級(jí)音頻AD/DA，正負(fù)電源供電，差分輸入輸出，實(shí)際信噪比超過90dB，
最高采樣率192K，結(jié)合了相關(guān)的運(yùn)放濾波配置電路，完全滿足專業(yè)級(jí)音頻產(chǎn)品的開發(fā)；

軟件：

EDMA 操作LIB（包括Mcbsp 和并口，支持PINGPONG 操作）；
CSL 庫應(yīng)用和DSPLIB 應(yīng)用例子（IIR，F(xiàn)IR，F(xiàn)FT 等示例算法程序）；
FLASH ROM BOOTLOAD 程序（整個(gè)BOOTLOAD 詳細(xì)過程）；
音頻實(shí)時(shí)處理程序（2 段IIR濾波的均衡器程序，F(xiàn)FT 譜提取程序）；
視頻采集源碼；EMIF 操作程序；
IO 操作，定時(shí)器操作程序；
TI 的算法庫；

FPGA 部分資源（硬件）：

Altera Cyclone II 芯片EP2C5；
視頻AD/DA 芯片（SAA7114，SAA7121）,外擴(kuò)2片256×16bit的高速SRAM，可實(shí)現(xiàn)幀存儲(chǔ)。
STC 單片機(jī)STC89LE52；

軟件部分：

視頻AD/DA 的配置程序；
視頻采集的FPGA 程序（ITU-R656 解碼程序，片內(nèi)雙端口RAM 操作存取視頻數(shù)據(jù)程序）；
FPGA,DSP,MCU的源代碼 ;
PDF原理圖;

音頻數(shù)據(jù)的采集和IIR處理

C6713是浮點(diǎn)處理器,針對(duì)高端音頻信號(hào)處理進(jìn)行了有效的架構(gòu)優(yōu)化,C6713帶2個(gè)McAsp device,該器件支持多達(dá)8通道的數(shù)據(jù)收或發(fā),是TI專門針對(duì)多路音頻信號(hào)應(yīng)用而設(shè)計(jì)的接口.

板子提供的例程基于McBsp,但硬件引線都接到FPGA當(dāng)中,用戶可以靈活配置各種用法.音頻采集使用了EDMA通道傳輸,實(shí)現(xiàn)了CPU對(duì)音頻的實(shí)時(shí)高速處理而不須忙于搬運(yùn)處理數(shù)據(jù).

音頻AD/DA采用Cirrus公司高性能器件CS4272,最高采樣率達(dá)192k.

McBsp配置為主動(dòng)模式,系統(tǒng)上電后DSP配置McBSP輸出LRCK(左右通道時(shí)鐘),SCLK(串行時(shí)鐘),同時(shí)收發(fā)AD/DA的數(shù)據(jù),接收的音頻數(shù)據(jù)經(jīng)DMA通道送給CPU,從而實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的高速處理.

音頻例程實(shí)現(xiàn)的是IIR濾波功能，濾波的系數(shù)通過根目錄下的matlab程序bandpass.m提取處理，用戶可以通過程序的配置看到整個(gè)IIR濾波器的實(shí)現(xiàn)過程，其中bypass_bit=1時(shí)進(jìn)行IIR信號(hào)處理，實(shí)現(xiàn)的是150Hz到3400Hz的帶通濾波功能。

if(bypass_bit==1)

{ DSPF_sp_biquad(Buffer_iir_l,b0,a0,dlyl_0,mid_iir,512); DSPF_sp_biquad(mid_iir,b1,a1,dlyl_1,Buffer_iir_l,512);

DSPF_sp_biquad(Buffer_iir_r,b0,a0,dlyr_0,mid_iir,512);

DSPF_sp_biquad(mid_iir,b1,a1,dlyr_1,Buffer_iir_r,512);

}

程序使用EDMA配置音頻接口，其配置采用了EDMA的12號(hào)和13號(hào)中斷，具體可以參考TI的EDMA配置文檔。

IRQ_reset(IRQ_EVT_EDMAINT);

IRQ_disable(IRQ_EVT_EDMAINT);

EDMA_intDisable(12); /* ch 12 for McBSP transmit event XEVT0 */

EDMA_intDisable(13); /* ch 13 for McBSP receive event REVT0 */

IRQ_clear(IRQ_EVT_EDMAINT);

EDMA_intClear(12);

EDMA_intClear(13);

IRQ_enable(IRQ_EVT_EDMAINT);

EDMA_intEnable(12);

EDMA_intEnable(13);


配套清單：
開發(fā)板，開關(guān)電源一只，串口線一條，音頻線,視頻線,開發(fā)光盤一張，Byteblaster II 下載線一條。



1、TMS320C6713 和FPGA Cyclone II 結(jié)合的開發(fā)板有什么優(yōu)勢(shì)嗎？

答：通常的視音頻開發(fā)板是單DSP 或者是DSP+CPLD 架構(gòu)，這種架構(gòu)一般是基于用CPLD 做IO 口的簡(jiǎn)單擴(kuò)展和一些簡(jiǎn)單的邏輯配置，在實(shí)時(shí)視頻處理中，CPLD 是很難達(dá)到要求的，而FPGA 除了高速，大容量之外，還在片內(nèi)嵌入了高速RAM 和多個(gè)硬件乘法器（實(shí)時(shí)DSP 模塊），在視頻開發(fā)的實(shí)踐中，往往會(huì)用到1D 的圖像實(shí)時(shí)乘加運(yùn)算（如色度空間轉(zhuǎn)換，直方圖均衡等），CPLD 就完全做不到了，而Cyclone II 因?yàn)榍度肓硕喑朔ㄆ鞯挠布﨑SP 模塊， 做起來就很容易。同時(shí)，cyclone II 內(nèi)嵌的RAM 可以做雙端口RAM 操作，很容易配置為PINGPONG 操作流程，從而實(shí)現(xiàn)和TMS320C6713總線的高速數(shù)據(jù)交換，如果使用DSP+CPLD 方案就很難做到這一點(diǎn)了。

TMS320C6713（200MHz 主頻）用來做實(shí)時(shí)的視頻處理是比較吃力的，就算完全使用了高速EDMA 通道進(jìn)行視頻數(shù)據(jù)傳輸，在Full D1 圖像中，1 line（64us）的處理指令數(shù)也就是12800 條，還要加上SDRAM 數(shù)據(jù)區(qū)的搬運(yùn)時(shí)間，實(shí)時(shí)處理25Frame/s 是很難的，但是，如果不需要實(shí)時(shí)處理，或者是實(shí)時(shí)處理部分的算法交給FPGA 做的話，TMS320C6713做非實(shí)時(shí)的圖像分析和檢測(cè)是非常方便的。因?yàn)門I 提供了足夠的處理庫，同時(shí)，DSP 的編程的可操作性要相對(duì)容易。

總之，TMS320C6713和Cyclone II FPGA 結(jié)合的視頻，音頻處理平臺(tái)既兼顧了編程的易實(shí)現(xiàn)性，又兼顧了視頻處理的實(shí)時(shí)性，是一個(gè)非常適合做產(chǎn)品開發(fā)的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。

2、音頻接口部分使用的AD/DA 有什么特點(diǎn)？

答：我們?cè)谧钚掳姹镜?713 上使用的音頻AD/DA 是cirrus 公司最新推出的專業(yè)級(jí)音頻AD/DA 芯片，差分輸入，輸出使用運(yùn)放搭建了2 級(jí)3 階巴特沃夫?yàn)V波器，結(jié)合了最高192K 的采樣率，完全滿足專業(yè)音頻開發(fā)的要求。現(xiàn)在市面上絕大部分的開發(fā)板的音頻接口都使用AIC23，AIC23 在專業(yè)音頻，特別是要求高信噪比的場(chǎng)合就顯得檔次低。主要原因是其使用單端輸入輸出接口，同時(shí)，它標(biāo)稱的理想信噪比和動(dòng)態(tài)范圍都不高。