Avalon總線的音頻編解碼控制器IP核設計

秦玉龍

(宿遷學院 信息工程學院，宿遷 223800)

Avalon總線的音頻編解碼控制器IP核設計

秦玉龍

(宿遷學院 信息工程學院，宿遷 223800)

介紹了基于Avalon總線的WM8731音頻編解碼控制器IP核的設計，包括音頻數據訪問接口模塊和Avalon-MM接口模塊等，并利用SOPC技術將其封裝成可重用的IP核。自定義IP核的使用，有效降低了該芯片的開發難度，同時也使系統易于擴展和升級，具有較高的靈活性。在Quartus II和ModelSim下使用VHDL語言完成了控制器的設計、仿真以及Nios II系統的構建，并通過SignalTap II邏輯分析儀進行了硬件測試。仿真和測試結果表明，該控制器滿足WM8731各項時序要求。

音頻編解碼；自定義IP核；Avalon總線；Nios II

引 言

隨著數字音頻技術在語音識別、加密、音效處理等方面的廣泛應用，人們對語音信號的采集與處理也提出了更高的要求[1]。傳統的音頻數據采集與處理系統大多基于單片機或者數字信號處理器(DSP)，其具有效率低、靈活性差等缺點[2]。在基于SOPC(System On Programmable Chip，片上可編程系統)的系統中，由于FPGA的可編程性，可以根據實際需要裁減處理器，選擇需要的標準外設，定制用戶外設，為計算密集型任務開發專用的硬件加速器[3]。因此，SOPC方案具有靈活、高效等優點。

系統采用SOPC技術，定制了基于Avalon總線的WM8731音頻編解碼控制器IP核，并將其和Nios II處理器、存儲器、I/O接口等標準IP核集成在一起，構成用戶定制的Nios II處理器系統。在Quartus II 11.0環境下構建了基于Altera公司的EP4CE115F29C7芯片的硬件系統，在Nios II 11.0 SBT for Eclipse環境下進行了驅動程序的設計，對定制的IP核進行了完整的測試。經測試表明，音頻數據采集實時性高、輸出音頻質量好，滿足WM8731各項時序要求。……