基于TMS320VC5510的低功耗加密型语音硬件平台的设计与实现

图4 MSP430和DSP启动的软件流程图

3． 低功耗设计

本硬件平台的低功耗设计的从三方面出发，1）选择低功耗的器件。2）充分利用芯片的低功耗模式；3）动态的改变芯片的运行频率。

选用低功耗的器件：这是节省功耗的最直接的方式，现在的芯片大多通过降低内核供电电压降低功耗，现行的低功耗器件的供电电压一般都小于2V，TI的DSP大都采用两种电压驱动，内核电压1.2-1.6V，I/O电压3.3V，这既能有效的降低内核动态功耗，还能兼顾I/O的电平兼容性。TI公司的MSP430系列的MC电感器U也是一款功耗相当低的器件，在3.3V下，其正常工作通常只需要十几个mW的供电，如果将其设置成IDLE或者睡眠模式模式，其功耗将会更低。这些都是我们选择器件重点考虑到的因素之一。

充分利用芯片的低功耗模式：[4]5510A2芯片内部划出了五个独立的IDLE域（Domain），分别负责CPU、DMA、CACHE、外设、时钟生成器、EMIF接口的配置。每个域可以独立的将该域管辖的多个部件设置成活动模式或IDLE模式以此降低DSP地功耗。针对本次设计，由于没有使用到DMA、CACHE、时钟生成器三个域中的外设，故将这三个域设置成了IDLE模式。EMIF域在DSP和MSP交换数据（为了调整发送和接收的比特流）时才被置为活动，其他时候被置为IDLE。通过这样的处理，避免了空闲的部件白白消耗能量。[5]TLV320AIC11也可以单独的将A/D和D/A部分禁用。当PTT没有按下时，表示没有话音输入，这时可以将A/D部分置为IDLE状态。同样的，当MODEM的CD信号为高的时候，表示没有有效的数字码流输入声码器，故在此时可以将D/A部分设为IDLE状态。通过对着这个芯片的低功耗模式的操作，进一步降低了系统的功耗。

动态频率控制：这种方法的及根据预测的算法运算量的大小，动态的调整芯片的运行频率，从而达到节省功耗的目的。在本文设计的平台上运行的三种低速率语音编解码算法中，600bps、1200bps、2400bps的峰值运算量分别为37.4MIPS、59.2MIPS、44.8MIPS，因此将DSP的工作频率分别设置在40.096MHz、65.536MHz、49.152MHz。实验证明，这样处理能够很有效地降低DSP的内核功耗。

4． 小结

该平台具有强大的语音信号处理能力，较低的功耗以及加密等特点。实践证明，该平台在其应用场合完全达到了原先的这些设计目标，具有广阔的应用前景。

参考文献：

[1] TMS320VC5510AI DataSheet(sprs076I); TI corporation; April 2004

[2] Using the TMS320VC5510 Bootloader (spra763a); TI corporation; Mar 2002

[3] TMS320VC5510 DSP Host Port Interface (HPI) Reference Guide (spru588a); TI corporation; Feb 2004

[4] TMS320C55x DSP Peripherals Overview (spru317g); TI corporation; Feb 2004

[5] TLV320AIC11 DataSheet(slws100); TI corporation; April 2002

[6] MSP430F14x familiy Mix Signal Microcontroller DataSheet (slas272); TI corporation; Aug 2004

[7] 低功耗通用语音处理平台的设计实现; 陆希玉,詹杰,唐昆,崔慧娟;微型机与应用; 2005.7

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