基于ASIC设计技术的语音交互系统

• 作 者: 赵丽莉
• 机 构: 宁波大学
• 出 处: 宁波大学
• 发表日期: 2004年期
• 关键词: ASIC 语音交互系统 VHDL 交换机 终端 语音教学

数字语音教学系统是近几年出现的产品。在这一领域，国内的研究早于国外，并且国内的产品占绝对的主导地位。但在技术方面，都采用以太网结构为主体，ARM嵌入式单片机或DSP芯片结合以太网控制器组成学生终端，建立起一个符合TCP/IP协议的嵌入式网络平台。这种结构有二大问题：1、以太网的延迟现象不能达到语言教学实时交互这一基本要求，引起声音不同步而造成混乱。2、系统的复杂性及高额的成本影响了产品的推广。
由此，提出了基于ASIC设计技术的语音交互系统这一课题，引入ASIC（专用集成电路）设计技术，自行开发、研制具有自主知识产权的全套集成电路，从而大大降低原系统的复杂性及高额成本，提高系统的灵活性和保密度，极具市场的竞争力。
论文介绍了基于ASIC语音交互系统中交换机、语音终端显示模块和信号处理的整个软硬件设计、研制过程。以CPLD/FPGA为核心，在软件设计平台 MAXPLUSⅡ、QuartusⅡ和Synplify的支持下，完成了三片集成电路的设计，构建了交换机和语音终端；并在数字语音系统三个层次的通信上，自行设计了高速异步串行总线，把相应的通信协议嵌入在ASIC芯片内；系统采用了实时、恒速的数据传输方式，无突发性数据流，保证了语音的延迟小于2ms，无声音断裂。据宁波市科技情报所的查新，系统的这些特点未见报道。
本课题对以下内容作了深入的研究：1、多路数字化语音信号在系统总线上的传输模式以及交互方法；2、高速异步串行总线通信协议的制定，以及如何在ASIC上实现；3、终端语音数据流的接收与发送模式、以及与音频编解码器的时序配合；4、CRT控制器的研发以及如何提高显示刷新速度的方法；5、ASIC设计工具的应用和Altera主流可编程芯片的特征。