基于FPGA和WM8731的音频编解码开题报告

1. 研究目的与意义

2. 国内外研究现状分析

当今， 各种各样的音频编解码器广泛应用于日常生活中,选择哪种编解码器通常取决于以下因素：音频素材的内容类型、 可用通信速率和收听场合对音质的要求。 可能影响编解码器选择的其它因素，还包括标准化情形、专利费和市场品牌。 尽管MP3 格式已获得了很大的成功,但它不适合于移动设备。近来，效率较高的编解码器（如AAC 和ASMR）已被提出，并为适应移动的音频应用而不断改进。

3. 研究的基本内容与计划

本论文提出一个基于fpga技术的嵌入式数字音频编解码系统的设计。采用altera公司的cyclonen系列的ep2c35f672c6,根据i2c总线规范的标准模式,在fpga综合应用系统中实现i2c总线控制器。给出支持i2c通信协议标准的wm8731的配置模块代码,在应用中可以嵌入该ip核,极大地提高系统的集成度和稳定性,同时降低产品开发成本,提高系统的设计效率。

本文提出wm8731基于fpga的音频编解码系统,包括芯片配置模块与音频数据接口模块等,使得控制器只通过寄存器就可以方便地对其进行操作,而不需要考虑其接口电路复杂的时钟时序问题.经过在quartus ii开发环境下进行综合、时序仿真和下载，由芯片本身产生1khz的正弦波信号，并在耳机输出端得到该高清晰声音。

de2平台选用的fpga ep2c35f672是altera公司的cyclone 2系列产品之一。封装为672脚的finelinebga，是2c35中引脚最多的封装，最多可以有475个i/o引脚供用户使用。ep2c35f672由33216个逻辑单元组成，端口可以根据需要配置，是真正的双口操作。de2平台提供这种常用存储器，包含1片8m字节的sdram,一片512k字节的sdram和一片4m字节的flash存储器。另外通过sd卡接口，可以使用spi模式的sd卡作为存储介质。de2的音频输入输出功能由24位音频解、编码芯片wm8731完成，其采用8~96khz可调，支持4种音频数据模式。

4. 研究创新点

传统的音频编解码器大多采用专用芯片或单片机或模拟电路，成本高、控制方式不灵活、波形种类较少。而本设计是针对音频编解码器WM8731，基于FPGA器件利用Verilog硬件描述语言实现对芯片的控制，设计出基于FPGA的音频编解码器。并由器件本身产生一定频率的正弦波信号，在耳机输出端听到该信号。