基于ARM的嵌入式語音存儲系統設計

3．3 IDE硬盤控制模塊

IDE接口是硬盤和光驅普遍使用的外部接口，接口采用16位數據總線并行傳送，體積小、速度快，兼容性強。IDE接口主要有可編程輸入輸出(Programming Input Output，PIO)和直接內存訪問(Direct Mcmory Access，DMA)兩種傳輸模式。PIO模式占用大量的系統資源，數據傳輸速率較低；DMA模式需要額外的驅動程序或設置，系統資源占用少、執行效率較高。本設計選擇DMA模式。

S3C2440A與硬盤接口如圖5所示。其接口信號分為片選信號、數據信號和控制信號3個部分。硬盤上寄存器分為兩組，分別由／CS0和／ CS1選中其中的一組，A0～A2引腳用于組內寄存器尋址，包括數據寄存器、錯誤寄存器、扇區計數器、扇區號寄存器、低柱面號寄存器、高柱面寄存器、狀態寄存器和命令寄存器。數據線D0～D15用于數據的雙向傳輸。／DIOR、／DIOW是讀寫控制信號；／Reset是硬盤復位信號；DMARQ(DMA請求信號)和／DMACK(DMA應答信號)是專用于DMA模式的信號。

4 系統軟件實現

4．1 語音數據的采集

語音采集部分主要是完成UDA1341TS驅動程序的編寫，其初始化相關代碼如下：

端口初始化包括L3總線接口和I2S接口的設置，首先將與L3接口相連的通用I／O口GPB2、GPB3、GPB4設置為輸出模式，然后設置與I2S控制器輸出信號相關的GPIO引腳，將GPE0～GPE4這5個引腳設置為I2S接口的信號模式。UDA1341TS芯片初始化部分包括L3接口時序和協議的模擬，完成采樣速率、數據格式等參數的設置。系統采樣速率為8 kHz，使用時鐘為384 fs，數據輸入格式設置為MSB-Justifled模式。接下來通過“audio_init_dma()”申請DMA通道，輸出音頻緩沖區的DMA通道設為通道2，輸入音頻緩沖區的DMA通道設為通道1。若初始化失敗會返網相應的錯誤標志，初始化成功后方可進行后續操作。

4，2 IDE接口函數

硬盤驅動程序實現分為設備初始化、打開設備、設備I／O操作和釋放設備等幾部分。要完成硬盤數據交換的工作，就需要對寄存器進行頻繁的讀寫操作，為了方便在程序中的調用，把這些和硬件操作密切相關的操作都寫成了接口函數，其函數說明略——編者注。

4．3 系統主程序流程

主進程開始后首先初始化采樣參數，包括采樣速率、采樣點數、數據存儲格式及采樣通道，若初始化不成功會返回相應的錯誤標志，并作出相應的出錯處理，成功后可繼續下一步操作。然后通過鍵值判斷數據的存儲區是選擇Flash還是選擇硬盤，并初始化相應的存儲區，這是保證系統在沒有外擴硬盤的情況下也能正常運行，只不過是數據存儲量較小而已；若選擇操作硬盤，但硬盤未連接，仍然會返回相應的錯誤標志，并進入出錯處理函數繼續執行。接下來根據鍵值判斷是否進行壓縮處理，若進行壓縮處理，則相應的編解碼標志置位；根據該標志確定是否啟動編解碼進程，即系統能存儲未壓縮的數據，也能存儲壓縮后的數據，可以根據需要進行適當的選擇。啟動A／D轉換進程并進行語音數據的存儲，相當于錄音的過程；數據存儲完成后，即錄音結束后，啟動D／A轉換進程進行語音播放。錄音和播放可以同時進行，為了測試方便，這里把這兩個過程分離開來。

總的來說，系統主進程創建了A／D、D／A轉換進程和編解碼進程，結合Linux的共享機制和進程間通信等手段，實現了語音信號的采集、壓縮、存儲、回放等環節。

系統主程序流程圖略——編者注。