ML7204和PicoBlaze軟核處理器實現低速話音編解碼系統

該系統主要由話音信號處理、系統邏輯控制、傳輸復分接、時鐘處理4個單元組成。其中，話音信號處理單元主要由ML7204和簡單外圍器件組成，完成模擬話音信號與G．729A壓縮編碼信號之間的相互轉換；系統邏輯控制單元由PicoBlaze內核組成，完成與ML7204的數據傳輸；傳輸復分接單元由FPGA片內邏輯單元組成，完成拆、組幀及并、串轉換。時鐘處理單元為ML7204提供高穩定時鐘信號。
由話機模擬電路輸出的模擬話音信號經話音信號處理單元，實現PCM編碼、G．729A壓縮編碼，再通過并行MCU I／F接口輸出速率為8 kHz的G．729A壓縮編碼數據，系統邏輯控制單元讀取壓縮編碼數據，并送往傳輸復分接單元，進行組幀、并串轉換，最終輸出成幀的串行碼流。相應地成幀的串行碼流先進入傳輸復分接單元進行幀同步檢測，讀取真正的話音數據，串并轉換后，再傳輸至系統邏輯控制單元，由PicoBl-aze內核將并行話音數據發送至話音信號處理單元，話音數據經解壓縮、PCM解碼，恢復模擬話音信號。
ML7204的數據傳輸采用總線方式，即A[7：0]、D[7：0]分別是8位數據、地址總線；FROB、FRlB、INTB、CSB、RDB、WRB分別為讀使能、寫使能、中斷、片選、讀信號、寫信號。ML7204有10 ms幀和20 ms幀兩種數據幀格式，這里采用10 ms幀格式。ML7204以10 ms為周期全雙工并行工作。每隔10 ms，ML7204拉低讀使能信號FROB，表示已經準備好完整的一幀數據，外部PicoBlaze微處理器通過連續10次拉低片選信號CSB、讀信號RDB讀出一幀數據。相應，每隔10 ms，ML7204拉低寫使能信號FRlB，表示解碼處理新的一幀數據，外部PicoBlaze微處理器可以通過連續10次拉低片選信號CSB、寫信號WRB寫入一幀數據。圖4是ML7204電路原理圖。

4 系統軟件設計
該系統軟件主要是對ML7204初始化配置、工作狀態控制．ML7204的配置方式是修改控制寄存器。工作時，FPGA內嵌PicoBlaze內核首先對ML7204復位，復位成功后，PicoBlaze內核通過MCU I／F接口修改控制寄存器，設置其工作方式，包括語音編碼方式、語音信號幅度、數據幀長度等，最后FPGA內部邏輯處理單元配合PicoBlaze內核完成分組語音數據的讀寫及傳輸。ML7204共有48個控制寄存器CR0～CR47，分別對應于地址00H～2FH，每個控制寄存器有8 bit數據，分別標識不同的配置選項。保留地址80H、81H分別對應分組話音編解碼數據的讀、寫地址。圖5為軟件工作流程。