理器时间通过UART总线相连接，以便ARM处理器将编码后的语音信号发送至DSP处理器，以及DSP处理器将解调后的语音信号发送至ARM处理器。DSP处理器还发出复位信号reset至ARM处理器，以实现对ARM处理器的复位控制;所示的DSP处理器还连接有FLASH存储器和复位电路。所示的时钟电路用于给音频C0DEC、ARM处理器和DSP处理器提供时钟脉冲，以保证芯片的正常工作。所示的电源电路具有+5V、+1.6V、模拟+3.3V和数字+3.3V电源输出端，+3.3V电压采用模拟与数字分开的形式，避免了数字与模拟信号之间的干扰。+1.6V用于给DSP处理器提供电压。
[0018]ARM处理器所采用的芯片STM32F405，内部具有IMB的FLASH、192KB的RAM，内部资源丰富能够满足编解码程序的存储容量。最高主频为168MHZ，运算量高达210DMIPS，能够满足算法的运算量要求。时钟电路为该芯片提供的时钟频率为8MHZ，UART数据通信格式为:速率为115200bps、数据8bit，stop位I位，无奇偶校验位。ARM处理器通过I2C接口控制音频CODEC，通过I2S接口进行数据通信，音频数据是8KHZ采样、16bit大小。为了滤除干扰信号，ARM处理器的每个电压供电管脚添加0.1uf电容和1uf电容。ARM的复位信号由DSP芯片TMS320VC5510R 发送过来。
[0019]DSP处理器采用型号为TMS320VC5510R的芯片，其最高数字信号的处理能力为200MIPS，能够很好的满足本终端的调制解调功能需求。且该芯片具有代码执行率高、功耗低等特点，适用于手持终端设备。时钟电路为TMS320VC5510R提供的时钟信号的频率为12MHZ。复位电路采用的复位芯片是CAT811S，上电后为TMS320VC5510R提供复位信号。存储扩展电路，通过EMIF接口扩展外部FLASH存储器，FLASH存储器采用的是SST39VF1601，用于存储程序代码。数据通信接口电路，主要是与声码器进行通信的UART接口。A/D接口电路将接收到的调制信号进行数字化，然后发送给TMS320VC55 I 0Κ』/Α接口电路接收TMS320VC5510R发送过来的调制数据并进行转换。
[0020]如图3所示，给出了本实用新型中音频CODEC的电路图，音频CODEC的品质决定声音的信噪比和频带宽度等性能，决定通信终端的整体性能。音频CODEC电路的设计在通信终端中具有举足轻重的作用。音频CODEC使用的是TI的TLV320AIC23的芯片。音频电路中采用的是MIC输入，Headphone输出。为了防止数字信号对模拟信号的干扰，模拟电源和数字电源分别供电；模拟地和数字地独立开来，通过磁珠连通。时钟电路为CODEC供12MHZ的时钟信号，采用的USB-Mode，采样率为8KHZ。将MODE管脚接地，选择I2C总线作为控制接口。ARM处理器通过I2C接口给音频CODEC发送寄存器配置信息。TLV320AIC23芯片的第20、21管脚是I2C接口的两根线，20管脚为I2C的时钟线，21管脚为I2C的数据线。声码器模块通过I2S接口与音频CODEC进行数据通信。I2S接口包括5个管脚:28管脚为位时钟线，2、4管脚为帧同步时钟线，I管脚为数据输入线，3管脚为数据输出线。
【主权项】
1.一种水声语音通信终端，包括麦克、耳机、声码器模块、调制解调模块和发射接收模块;其特征在于:所述声码器模块由音频CODEC、声码编模块和声码解码模块组成，调制解调模块由调制模块、解调模块、D/A转换器和A/D转换器构成，发射接收模块由水声换能器、功率放大器和测量放大器组成；音频CODEC的模拟、数字输入分别与麦克、声码解码模块的输出相连接，音频CODEC的模拟、数字输出分别与耳机、声码编码模块的输入相连接;声码编码模块的输出端与调制模块的输入端相连接，调制模块的输出依次经D/A转换器、功率放大器的处理后，接于水声换能器上并通过水声信道发生出去；水声换能器接收的水声信道中的语音信号，依次经测量放大器、A/D转换器的处理后，输入至解调模块的输入端，解调模块的输出与声码解码模块的输入相连接;声码编码模块、调制模块分别实现语音发射过程中数字语音的编码、调制作用，解调模块、声码解码模块分别实现语音接收过程中数字语音的解调、解码作用，以实现水声语音通信。2.根据权利要求1所述的水声语音通信终端，其特征在于:包括时钟电路和电源电路，所述声码编码模块和声码解码模块由ARM处理器构成，调制模块和解调模块由DSP处理器构成，DSP处理器连接有FLASH存储器和复位电路；时钟电路用于给音频⑶DEC、ARM处理器和DSP处理器提供时钟脉冲，所述电源电路具有+5V、+1.6V、模拟+3.3V和数字+3.3V。3.根据权利要求2所述的水声语音通信终端，其特征在于:所述音频CODEC采用型号为TLV320AIC23的芯片，ARM处理器采用型号为STM32F405R芯片，DSP处理器采用型号为TMS320VC5510的芯片，音频CODEC与ARM处理器通过I2C总线、I2S总线相连接，已分别实现控制信号、数据的传输，ARM处理器与DSP处理器通过UART总线相连接，以实现编解码数据的传输。
【专利摘要】本实用新型的水声语音通信终端，包括麦克、耳机、声码器模块、调制解调模块和发射接收模块；声码器模块由音频CODEC、声码编模块和声码解码模块组成，调制解调模块由调制模块、解调模块、D/A、A/D构成，发射接收模块由水声换能器、功率放大器和测量放大器组成；声码编码模块、调制模块分别实现语音发射过程中数字语音的编码、调制作用，解调模块、声码解码模块分别实现语音接收过程中数字语音的解调、解码作用。本实用新型的水声语音通信终端，在语音信号的编码和解码过程中，可将语音信号编码成不同的速率进行发送，以适应复杂多变的水声信道环境，保证水下语音通信的正常进行，具有电路简单，功耗低、可靠性高、成本低等特点。
【IPC分类】H04B13/00, G10L19/00, H04L29/06
【公开号】CN205336318
【申请号】CN201521050793
【发明人】李晔, 樊燕红, 张鹏, 姜竞赛, 马晓凤, 郝秋赟
【申请人】山东省计算中心（国家超级计算济南中心）
【公开日】2016年6月22日
【申请日】2015年12月16日