基于OMAP平台的声源定位系统设计与实现
声源定位系统的主要目的是确定一个声源在空间中的位置信息,目前对声源定位系统的研究成果大多数是在声源定位算法中,在嵌入式系统设计实现方面相对较少.因此,本文设计了一套基于OMAP平台的声源定位系统,利用声源定位算法在系统上实现声源定位.
本文首先分析比较了基于麦克风阵列实现声源定位的三种主要方法,重点研究了基于时延估计实现声源定位的四种主要算法,并利用Matlab对在平面四元十字阵列下的广义互相关函数算法进行仿真. 其次,本文基于OMAP平台对声源定位系统的硬件和软件进行设计实现,设计采用FPGA+OMAPL138(内嵌ARM+DSP双核)的作为采集系统的核心处理器,利用FPGA精密的时序逻辑特性控制AD模块工作,实现四通道音频信号的精确同步采集;利用OMAPL138中的DSP(C6748)的强大的数据计算能力,实现对采集的音频信号进行复杂的算法运算处理;利用OMAPL138中的ARM9核的丰富的外设接口及可移植的嵌入式Linux操作系统,实现对整个采集系统的工作控制,结果处理等功能.硬件部分采用Cadence16.3软件完成原理图设计,PCB设计.软件部分采用模块化编程思想,在FPGA端采用Verilog编程完成AD模块采集的功能;在OMAP端主要完成Linux系统移植,根文件系统制作,无线网卡驱动移植,Upp接口(完成OMAPL138与FPGA通信)驱动移植。
1 评估板简介
基于TI OMAP-L138(定点/浮点 DSP C674x+ARM9)+ Xilinx Spartan-6 FPGA处理器;
OMAP-L138 FPGA 通过uPP、EMIFA、I2C总线连接,通信速度可高达 228MByte/s;OMAP-L138主频456MHz,高达3648MIPS和2746MFLOPS的运算能力;
FPGA 兼容 Xilinx Spartan-6 XC6SLX9/16/25/45,平台升级能力强;
开发板引出丰富的外设,包含千兆网口、SATA、EMIFA、uPP、USB 2.0 等高速数据传输接口,同时也引出 GPIO、I2C、RS232、PWM、McBSP 等常见接口;
通过高低温测试认证,适合各种恶劣的工作环境;
DSP+ARM+FPGA三核核心板,尺寸为 66mm*38.6mm,采用工业级B2B连接器,保证信号完整性; Ø
支持裸机、SYS/BIOS 操作系统、Linux 操作系统。
图1 开发板正面和侧视图
XM138F-IDK-V3.0 是一款基于深圳信迈XM138-SP6-SOM核心板设计的开发板,采用沉金无铅工艺的4层板设计,它为用户提供了 XM138-SP6-SOM核心板的测试平台,用于快速评估XM138-SP6-SOM核心板的整体性能。
XM138-SP6-SOM引出CPU全部资源信号引脚,二次开发极其容易,客户只需要专注上层应用,大大降低了开发难度和时间成本,让产品快速上市,及时抢占市场先机。不仅提供丰富的 Demo 程序,还提供详细的开发教程,全面的技术支持,协助客户进行底板设计、调试以及软件开发。
2 典型运用领域
数据采集处理显示系统
智能电力系统
图像处理设备
高精度仪器仪表
中高端数控系统
通信设备
音视频数据处理
图2 典型应用领域
3 软硬件参数
开发板外设资源框图示意图
图3 开发板接口示意图
图4 开发板接口示意图
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