高性能數(shù)字音頻專用控制邏輯與芯片測試設計.pdf

1、音頻處理領域中，數(shù)字音頻處理與模擬音頻處理相比，音源的保真效果更好（采樣率高，采樣精度高）且不易混入噪音，音頻數(shù)據(jù)在頻域內通過 DSP方式處理地更為精確，借助數(shù)字方式更容易在保證音質的前提下轉化為高性能 D類功放的解決方案等。在控制邏輯電路設計方面，專用控制邏輯電路與通用控制邏輯電路相比，在使用相同時鐘，實現(xiàn)相同功能的前提下，面積更小，速度更快，方式更靈活，并且對電路的時序控制非常精確。在芯片的測試方案設計方面，設計人員可以借助芯片內部

2、的具體電路結構，減少對芯片管腳輸出數(shù)據(jù)的采樣量，并針對測試方案設計還原算法，以測試芯片工作時的性能。綜上所述，采用專用控制邏輯電路實現(xiàn)數(shù)字音頻處理并針對數(shù)字音頻處理器芯片內部電路進行測試方案設計具有很重要的現(xiàn)實意義。
　　本論文來源于西安電子科技大學電路CAD所科研項目“高性能數(shù)字音頻處理器關鍵技術研究與系統(tǒng)集成”，研究并分析了數(shù)字音頻處理器中專用控制邏輯電路的算法與實現(xiàn)，并且給出該數(shù)字音頻處理器芯片的具體測試方案，包括根據(jù)芯片內

3、部的sigma-delta調制算法減少對芯片管腳輸出數(shù)據(jù)的采樣量，并將采樣得到的數(shù)據(jù)進行還原，最后通過 FFT算法分析了該數(shù)字音頻處理器芯片正常工作時所產生音頻數(shù)據(jù)的THD等性能指標。本論文亦根據(jù)作者的設計經驗，分別給出了在數(shù)字音頻處理器芯片前端設計、后端設計以及芯片測試時應注意到的問題點。
　　本論文總共分為三大部分。第一部分介紹數(shù)字音頻處理器中專用控制邏輯電路的實現(xiàn)，首先給出了該數(shù)字音頻處理器的整體架構，在對其整體架構理解的前

4、提下，提出了控制邏輯電路的總設計指標；其次，對控制邏輯電路中四個重要模塊（RAM接口管理模塊、音量控制模塊、特殊情況時序控制模塊、AGC控制模塊）的具體算法做重點分析。第二部分介紹了數(shù)字音頻處理器的測試方案設計，以及根據(jù)該測試方案和芯片內部的sigma-delta調制算法，使用MATLAB工具對采樣得到的數(shù)據(jù)進行還原和FFT分析，以得到芯片實際工作時音頻數(shù)據(jù)的THD等性能指標。第三部分總結了在設計數(shù)字音頻處理器芯片時，分別在前端設計、后