基于AIC23语音接口的语音AGC设计

语音接口包括采集和播放两项功能，是语音处理系统中最基本、最关键的部分。语音采集时，输入信号幅度动荡会影响后续处理；语音播放时，输出信号幅度不稳定会恶化收听效果。所以，语音AGC(自动增益控制)是语音接口中不可或缺的功能单元。TLV320AIC23(简称AIC23)是TI公司生产的集成了A／D，D／A转换器和可变增益放大器的高性能语音编解码芯片，是设计语音接口的理想选择。文中介绍了AIC23的特点和结构，在此基础上给出语音接口及AGC的实现方法。

1 AIC23介绍
1．1 主要特点
(1)集成线输入可变增益放大器(VGA)，增益范围-34．5～12 dB，步进1．5 dB；
(2)集成线输出可变增益放大器(VGA)，增益范围-73～6 dB，步进1 dB；
(3)I／O电压、数据接口与TI公司的54系列DSP兼容。
1．2基本结构和主要接口
AIC23的基本结构和主要接口，如图1所示。模拟语音信号从左、右声道线输入管脚或麦克信号输入管脚输入，分别经VGA、静音控制、多路选择器、A／D转换器、数字插值滤波器，得到特定采样率的数字语音信号；数字语音信号依次经过数字滤波器、D／A转换器、静音控制和VGA，最后从左、右声道线输出管脚输出；AIC23的工作状态由系统微处理器通过控制接口设置，控制接口模式为SPI／I2C可选(mode管脚置高为SPI模式，置低为I2C模式)；AIC23与微处理器通过数据接口进行数据交换，数据接口为左判断／右判断／I2C／DSP模式可选(由微处理器通过控制接口设置)。TI公司生产的54系列DSP集成了多通道缓冲串口(McBSP)，可与SPI模式的控制接口和DSP模式的数据接口无缝连接。

1．3控制方法
AIC23是一款可编程芯片，内部有11个9位寄存器，可由微处理器通过控制接口进行配置，从而设定芯片的工作模式和状态。主要寄存器内容，如表1所示。

2 语音接口设计
2．1 硬件设计
语音接口由TI公司的数字信号处理器TMS320VC5416与AIC23构成，如图2所示。VC5416有3个多通道缓冲串口(McBSP)，其中McBSP0与AIC23的控制接口相连，负责对AIC23内部寄存器进行配置。McBSPl与AIC23的数据接口相连，完成与AIC23之间的数据交换。模拟语音信号从线输入管脚输入，线输出管脚输出。

2．2 接口配置
(1)控制接口。
通过置高AIC23的mode管脚将控制接口设为SPI模式。VC54．16的McBSP0设为主动模式，产生位同步信号、帧同步信号，向AIC23发送16 bit单帧，每帧高7位为AIC23中寄存器的地址，低9位为该寄存器的设置值。本设计中对AIC23的配置主要包括：线输入使能、麦克输入静音、数据接口设为DSP(主)模式、字长16 bit、采样率32 kHz。
(2)数据接口。
数据接口的DSP模式是专门用来与TI公司DSP相连接的。VC5416的McBSPl工作在从动模式，位同步信号、帧同步信号由AIC23产生。McBSPI发送、接收的数据传输采用单帧模式，其中高16位为左声道数据，低16位为右声道数据。