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随着数字技术的不断发展,数字音频接口的出现使得音频设备间的数据传输从模拟时代跨入了数字时代。数字信号的传输具有对干扰不敏感的特点,这使得音频系统的信噪比及失真与传输距离无关,同时数字信号处理技术的飞速发展也带动了音频信号数字化处理的发展,从而实现了从处理到传输的纯数字化过程。 目前市场上大部分的音频接口IP核只支持单协议,本文针对音频编解码器(Audio CODEC)芯片,采用Verilog语言和半定制IP设计流程设计实现了S/PDIF与I2S双协议音频接口IP核,试图解决IP核接口单一的问题,为音频信号的处理和传输提供完整的解决方案。相较于其它音频接口IP核,本文的设计具有如下特点: Auido COEC数字输入端和输出端均支持I2S或S/PDIF音频接口的选择,并可以在音频接收和发送模块之间建立直接的信号通路以支持音频接口格式的转换; 引入模式识别中训练机的概念,对码流特征值进行现场特征提取,根据特征值建立分类器区分出脉冲宽度,从而按照脉冲宽度的变化特点进行译码。避免了传统的S/PDIF接收机在环境变化时采用模板匹配的方式进行数据译码造成的译码错误的问题; 此外,本文为了进行IP核的FPGA验证,采用串口通信协议实现上位机与FPGA的通信从而控制IP核的行为。为了解决串口数据传输中因毛刺造成的误采样问题,本文基于扩频采样原理,通过多次采样取有效值的方法提高串口数据接收的准确性。 仿真、FPGA验证和实际流片表明,本文设计的IP核可以完成音频数据的接收和发送。采用该IP核的Audio CODEC DAC模块的信噪比达到88dB,信号总谐波失真可以达到-69dB,符合设计要求。