手持软件无线电平台音频及传输驱动设计与实现

摘要

语音采集与数据传输是手持式软件无线电平台的两个重要功能,是实现手持软件无线电平台实时语音通信的基础。如何实现音频数据采集与传输是实现手持软件无线电平台实时语音通信需要考虑的重要问题。
　　实现以上两个功能,需要解决以下问题:分析Linux的音频驱动构架,实现底层驱动,提高驱动程序的可移植性和易用性;简化数据传输协议,降低开发难度,设计实现ARM与FPGA之间的数据传输通道。
　　为此,论文从小型软件无线电平台的实际应用场景出发,以项目组自主研发、搭载Android操作系统的手持式软件无线电平台为基础,实现了音频数据采集以及ARM与FPGA之间数据传输。论文研究内容包括以下几方面:
　　第一,Linux音频子系统ALSA的底层驱动实现。研究ALSA驱动的构架及相关芯片的使用,实现 ALSA底层驱动,包括音频芯片驱动、MCBSP驱动,DMA驱动,使平台支持实时语音信号的采集与回放。
　　第二,搭建ARM与FPGA之间数据传输的通道。完成FPGA时钟配置及程序加载,为FPGA运行搭建基本环境;以主控芯片DM3730的GPMC模块为基础,实现ARM与FPGA双向数据传输,建立了处理器间数据传输的通道。
　　第三,应用层程序实现。应用层程序可以实现音频数据的采集与回放,然后控制DM3730集成的DSP压缩数据,最终调用数据传输驱动的应用层接口发送数据到FPGA。
　　第四,验证音频驱动及数据传输驱动。测试结果表明,在应用层可以成功调用驱动实现音频信号采集与回放,音频信号失真度小于0.3％,音频驱动正常运行;数据传输驱动可实现双向数据传输,传输时钟可达70MHz,驱动及接口工作正常。
　　论文研究的内容为手持软件无线电平台音频数据的采集、传输提供了解决方案,依据方案设计的手持式软件无线电平台在特定的场合具有一定的优势,具有实际的应用价值。

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表目录

缩略词表

第一章 绪论

1.1 研究背景

1.2 论文主要贡献

1.3 论文结构及内容安排

第二章 手持软件无线电平台音频与传输技术现状

2.1 音频驱动现状

2.2 数据传输接口现状

2.3 小结

第三章 手持软件无线电平台音频与传输需求分析

3.1 音频驱动需求

3.2 处理间传输数据需求

3.3 应用层需求

3.4 小结

第四章 手持软件无线电平台音频与传输驱动概要设计

4.1 嵌入式Linux运行环境搭建方案

4.2 软件无线电平台硬件结构

4.3 音频模块驱动设计

4.4 处理器间数据传输驱动设计

4.5 应用层软件设计

4.6 小结

第五章 手持软件无线电平台音频与传输驱动详细设计

5.1 嵌入式Linux环境搭建

5.2 音频驱动实现

5.3 处理器间数据传输驱动实现

5.4 应用层软件实现

5.5 小结

第六章 测试与性能分析

6.1 测试平台实物

6.2 音频驱动测试

6.3 处理器间数据传输驱动测试

6.4 小结

第七章 结束语

7.1 全文总结及主要贡献

7.2 下一步工作建议

致谢

参考文献

个人简历

攻读硕士学位期间的研究成果

学位论文答辩后勘误修订说明表