ML7204和PicoBlaze软核处理器实现低速话音编解码系统
ML7204专用语音处理器可提供多种速率的编解码功能，包括A律和U律2种不同的PCM和G．729A低速压缩话音编解码。该器件内置FIF0缓存器，具有合成语音质量高、抗误码性能好等特点，并在语音通信，特别是VoIP系统中应用广泛。基于8051构架的开源微处理器内核PicoBlaze配合FPGA解决常量编码可编程状态机(KCPSM)问题，可以使系统同时具备处理复杂控制和时序逻辑的能力。这里介绍了ML7204的基本性能和工作原理，微处理器内核PicoBlaze的开发流程及其使用方法，并且给出通过PicoBlaze配置、控制ML7204实现单路G．729A语音编解码的系统设计方案。
1 ML7204功能简介
ML7204具有如下特点：内置640字节FIF0，为数据收发提供缓存；支持ITU的G．711、G．729A等分组语音处理标准；回音抵消和抑制、静音检测和舒适噪音等提高分组语音处理性能；收、发增益控制；以数据、地址总线方式访问控制寄存器。
ML7204分组语音处理器件的接口是从硬件连接和功能两方面考虑，包括语音、PCM、中断、时钟、处理器等接口。其中，语音接口(Voice I／F)模拟话音信号的输入输出，内置可调增益放大器和A／D和D／A转换器；PCM接口(PCM I／F)用于非压缩语音信号的输入输出，为64 kb／s率或a率压扩的PCM信号；中断接口(INT I／F)提供异常状况的信号指示；时钟接口(CLK I／F)既可外置晶体，也可直接输入时钟信号，时钟频率12．288 MHz；处理器接口(MCU I／F)包括8位数据、地址总线以及读、写使能、片选信号，实现微处理器与ML7204的通信，并实现微处理器对ML7204的控制、以及ML7204的状态检测。ML7204有复位、初始化配置、运行3种工作模式，如图1所示。ML7204上电后，复位信号有效(PDNB=0)时，内核重启，则ML7204进入复位模式(Power Down State)；初始化配置模式(Initial State)是当复位信号释放(PDNB=1)时，所有状态重置等待处理器配置。处理器通过修改控制寄存器完成器件的初始化配置；初始化完成后器件进入运行模式(OperationState)，开始正常运行，此时通过设置PDNB或控制寄存器的软复位信号使ML7204重新进入复位模式等待初始化。
2 微处理器内核PicoBlaze简介
PicoBlaze的特点如下：Xilinx公司专为Virtex、Spartan系列FPGA和CoolRunner系列CPLD设计的嵌入式专用8位微处理器IP Core；占用逻辑资源少，只占96 slices(Sparta-3X(22S200E资源的5％)：运行速度快，最高可达40 MI／s；指令集丰富，包括逻辑操作、输入，输出、算术运算等指令；开源、免费的编译器kcpsm3。
PicoBlaze微处理器接口从数据和控制两方面考虑，包括复位、时钟、读信号、写信号、数据输入、数据输出等接口。如图2所示。
复位接口(reset)是异步复位、高有效、清除PicoBlaze内核所有状态，但不清除程序代码；时钟接口(clk)是输入主时钟，最高速率35 MHz；地址总线接口(port_id[7：0])为PicoBlaze内核的地址总线，持续2个时钟节拍有效；数据总线接口(out_port[7：0])是PicoBlaze内核的数据总线，持续2个时钟节拍有效；读信号接口(read_strobe)是读脉冲信号，当该信号为高时，port_id[7：0]输出有效数据；写信号接口(write_strobe)，写脉冲信号，当该信号为高时，port_id[7：O]输入有效数据。
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