語(yǔ)音芯片的ASIC設(shè)計(jì)PPT課件

1、設(shè)計(jì)部分設(shè)計(jì)部分功能描述功能描述順序播放功能：將所有歌曲順序播放一遍。順序播放功能：將所有歌曲順序播放一遍。單曲循環(huán)播放功能：對(duì)指定的歌曲進(jìn)行循環(huán)播放。單曲循環(huán)播放功能：對(duì)指定的歌曲進(jìn)行循環(huán)播放。循環(huán)播放功能：所有歌曲順序循環(huán)播放。循環(huán)播放功能：所有歌曲順序循環(huán)播放。隨機(jī)播放功能：隨機(jī)選擇歌曲進(jìn)行播放。隨機(jī)播放功能：隨機(jī)選擇歌曲進(jìn)行播放?？爝M(jìn)功能：對(duì)音樂進(jìn)行快速播放?？爝M(jìn)功能：對(duì)音樂進(jìn)行快速播放。暫停功能：對(duì)播放中音樂進(jìn)行暫停。暫停功能：對(duì)播放中音樂進(jìn)行暫停。歌曲選擇功能：選擇播放哪首音樂。歌曲選擇功能：選擇播放哪首音樂?；胤殴δ埽嚎梢詫?duì)歌曲進(jìn)行上一句或上一首的回放。（帶記憶功能）回放功能：可

2、以對(duì)歌曲進(jìn)行上一句或上一首的回放。（帶記憶功能）快倒功能：可以對(duì)歌曲進(jìn)行向后倒一段時(shí)間在播放。快倒功能：可以對(duì)歌曲進(jìn)行向后倒一段時(shí)間在播放。I/OI/O端口優(yōu)化：最少端口實(shí)現(xiàn)以上功能。端口優(yōu)化：最少端口實(shí)現(xiàn)以上功能。歌曲自動(dòng)加載刷新功能：歌曲自動(dòng)加載刷新功能：( (暫未實(shí)現(xiàn)暫未實(shí)現(xiàn)) )。第1頁(yè)/共30頁(yè)頂層模塊頂層模塊信號(hào)描述信號(hào)描述信號(hào)信號(hào)I/O寬度寬度 功能描述功能描述rstI1全局異步復(fù)位信號(hào)（高電平有效）全局異步復(fù)位信號(hào)（高電平有效）clk2mhzI12MHz時(shí)鐘信號(hào)時(shí)鐘信號(hào)fastI1快速播放信號(hào)輸入端（高電平有效）快速播放信號(hào)輸入端（高電平有效）switchI1歌曲模式選擇信號(hào)（

3、歌曲模式選擇信號(hào)（switch為低電平為低電平“0”選擇選擇“曲目曲目”，高電平，高電平“1”選擇選擇“句子句子”）autoI1自動(dòng)播放信號(hào)（自動(dòng)播放信號(hào)（auto高電平時(shí)按順序循環(huán)播放全部歌曲，在高電平時(shí)按順序循環(huán)播放全部歌曲，在auto信號(hào)為信號(hào)為低電時(shí)低電時(shí),根據(jù)根據(jù)switch和和mode信號(hào)選擇相應(yīng)歌曲模式播放）信號(hào)選擇相應(yīng)歌曲模式播放）haltI1暫停信號(hào)（高電平有效）暫停信號(hào)（高電平有效）spksO1音頻信號(hào)輸出（上升沿觸發(fā)）音頻信號(hào)輸出（上升沿觸發(fā)）passedI1上一句或者上一首跳轉(zhuǎn)信號(hào)（上升沿觸發(fā)）上一句或者上一首跳轉(zhuǎn)信號(hào)（上升沿觸發(fā)）modeI2模式選擇信號(hào)模式選擇信號(hào)“

4、00”順序播放順序播放 “01”隨機(jī)播放隨機(jī)播放 “10”單曲循環(huán)單曲循環(huán)“11”快進(jìn)跳轉(zhuǎn)快進(jìn)跳轉(zhuǎn)沿觸發(fā)有效沿觸發(fā)有效第2頁(yè)/共30頁(yè)頂層模塊頂層模塊整體框圖第3頁(yè)/共30頁(yè)頂層模塊頂層模塊具體信號(hào)具體信號(hào)第4頁(yè)/共30頁(yè)模塊關(guān)聯(lián)模塊關(guān)聯(lián)內(nèi)部框圖第5頁(yè)/共30頁(yè) ADDR ADDR模塊模塊 信號(hào)信號(hào)I/OI/O寬度寬度功能描述功能描述clkI I1節(jié)拍發(fā)生節(jié)拍發(fā)生器產(chǎn)生的器產(chǎn)生的4Hz或或8hz時(shí)鐘信號(hào)時(shí)鐘信號(hào) EnI I1使能端使能端LdI I1置數(shù)端置數(shù)端RstI I1異步復(fù)位異步復(fù)位信號(hào)（高信號(hào)（高電平有效電平有效） Data_inI I9數(shù)據(jù)輸入數(shù)據(jù)輸入Addr_outO O9數(shù)據(jù)輸出

5、數(shù)據(jù)輸出功能描述功能描述：它的功能是按照音樂節(jié)拍輸出相應(yīng)音符。在正常播放模式下，該計(jì)數(shù)器的時(shí)鐘頻率為2Hz，快速播放模式為4Hz。當(dāng)EN為高電平時(shí)，LD為低電平時(shí)，每來一個(gè)時(shí)鐘上升沿，地址計(jì)數(shù)器加1，輸出給樂曲數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器ROM 。第6頁(yè)/共30頁(yè)ROMROM模塊信號(hào)信號(hào)I/OI/O寬度寬度功能描述功能描述addraddrI I9 9當(dāng)前音符在當(dāng)前音符在ROMROM中中的地址的地址doutdoutO O5 5ROMROM輸出的音符數(shù)輸出的音符數(shù)據(jù)與據(jù)與indexindex端口端口相連接相連接功能描述：功能描述：ROM中存儲(chǔ)的樂譜數(shù)據(jù)，以1/4拍來轉(zhuǎn)化，ROM總共要存儲(chǔ)437個(gè)數(shù)據(jù)，所以ROM的地

6、址位寬為9位。因?yàn)闃纷V只用到21個(gè)音符，所以ROM的輸出為5位。第7頁(yè)/共30頁(yè) RANDOM RANDOM模塊 信號(hào)信號(hào)I/OI/O寬度寬度功能描述功能描述clkI I1節(jié)拍發(fā)生節(jié)拍發(fā)生器產(chǎn)生的器產(chǎn)生的4Hz或或8hz時(shí)鐘信號(hào)時(shí)鐘信號(hào)RstI I1異步復(fù)位異步復(fù)位信號(hào)（高信號(hào)（高電平有效電平有效）RandomO O3輸出隨機(jī)輸出隨機(jī)數(shù)數(shù)功能描述功能描述：產(chǎn)生隨機(jī)數(shù)傳給狀態(tài)機(jī)，由狀態(tài)機(jī)決定播放第幾首歌。第8頁(yè)/共30頁(yè) 音符解碼模塊音符解碼模塊 音頻解碼模塊音頻解碼模塊所示為音頻解碼模塊，它的功能是將所示為音頻解碼模塊，它的功能是將ROM輸出輸出的音符數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成該音符所對(duì)應(yīng)的初始值，輸出的音符

7、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成該音符所對(duì)應(yīng)的初始值，輸出給數(shù)控分頻模塊，數(shù)控分頻模塊根據(jù)該初始值對(duì)給數(shù)控分頻模塊，數(shù)控分頻模塊根據(jù)該初始值對(duì)2MHz2MHz時(shí)鐘進(jìn)行分頻。時(shí)鐘進(jìn)行分頻。表表6 音頻解碼端口信號(hào)描述音頻解碼端口信號(hào)描述信號(hào)信號(hào)I/OI/O寬度寬度功能描述功能描述indexindexI I4 4ROMROM輸出的音符數(shù)輸出的音符數(shù)據(jù)據(jù)tonetoneO O1313音符所對(duì)應(yīng)的初音符所對(duì)應(yīng)的初始值始值第9頁(yè)/共30頁(yè)信號(hào)I/O寬度 功能描述toneI13音符所對(duì)應(yīng)的初始值音符所對(duì)應(yīng)的初始值clk2mhzI12mhz信號(hào)enoI1使能信號(hào)haltI1暫停信號(hào)rstI1全局異步復(fù)位信號(hào)（全局異步復(fù)位信號(hào)（高

8、電平有效）高電平有效）spksO1將信號(hào)放大發(fā)聲數(shù)控分頻模塊數(shù)控分頻模塊數(shù)控分頻模塊數(shù)控分頻模塊所示為數(shù)控分頻模塊，它的功能是根據(jù)不同音符的初始值對(duì)所示為數(shù)控分頻模塊，它的功能是根據(jù)不同音符的初始值對(duì)2MHz2MHz的時(shí)鐘進(jìn)行相應(yīng)的的時(shí)鐘進(jìn)行相應(yīng)的分頻，產(chǎn)生該音符所對(duì)應(yīng)頻率的波形。分頻后所得波形由分頻，產(chǎn)生該音符所對(duì)應(yīng)頻率的波形。分頻后所得波形由spks端口輸出。數(shù)控分頻端口輸出。數(shù)控分頻模塊由主分頻模塊和二分頻模塊組成。模塊由主分頻模塊和二分頻模塊組成。第10頁(yè)/共30頁(yè)memomemo記憶模塊記憶模塊 memo記憶模塊記憶模塊信號(hào)信號(hào)I/OI/O寬度寬度功能描述功能描述rstrstI I1

9、 1全局異步復(fù)位信全局異步復(fù)位信號(hào)（高電平有效號(hào)（高電平有效）ClkClkI I1 1節(jié)拍發(fā)生器產(chǎn)生節(jié)拍發(fā)生器產(chǎn)生的的4Hz4Hz或或8hz8hz時(shí)鐘時(shí)鐘信號(hào)信號(hào)addraddrI I9 9快進(jìn)信號(hào)（高電快進(jìn)信號(hào)（高電平有效）平有效）cnumcnumO O2 2記錄當(dāng)前曲目編記錄當(dāng)前曲目編碼碼pnumpnum0 02 2記錄過去曲目編記錄過去曲目編碼碼 memo記憶模塊的作用是記憶記憶模塊的作用是記憶當(dāng)前播放地址。比如在順序播放當(dāng)前播放地址。比如在順序播放模式下第一首歌曲到第二首歌曲，模式下第一首歌曲到第二首歌曲，passed信號(hào)在播放第二首歌曲有效，信號(hào)在播放第二首歌曲有效，歌曲播放第一首首

10、地址。在隨機(jī)歌曲播放第一首首地址。在隨機(jī)播放模式下，第一首歌曲隨機(jī)播播放模式下，第一首歌曲隨機(jī)播放到第三首歌曲，放到第三首歌曲，passed信號(hào)于第信號(hào)于第三首歌曲有效，歌曲播放第一首三首歌曲有效，歌曲播放第一首首地址。同理上一曲模式。首地址。同理上一曲模式。第11頁(yè)/共30頁(yè)驗(yàn)證規(guī)劃驗(yàn)證規(guī)劃通過提取項(xiàng)目中可能發(fā)生的各種情況來驗(yàn)證項(xiàng)目的正確性。通過提取項(xiàng)目中可能發(fā)生的各種情況來驗(yàn)證項(xiàng)目的正確性。第12頁(yè)/共30頁(yè)模式間跳轉(zhuǎn)驗(yàn)證模式間跳轉(zhuǎn)驗(yàn)證單曲循環(huán)模式，如圖單曲循環(huán)模式，如圖：正在進(jìn)行模式間的轉(zhuǎn)換，如圖正在進(jìn)行模式間的轉(zhuǎn)換，如圖：第13頁(yè)/共30頁(yè)模式間跳轉(zhuǎn)驗(yàn)證模式間跳轉(zhuǎn)驗(yàn)證由單曲循環(huán)跳轉(zhuǎn)到了

11、順序播放模式由單曲循環(huán)跳轉(zhuǎn)到了順序播放模式。第14頁(yè)/共30頁(yè)典型驗(yàn)證典型驗(yàn)證 1.上一句功能連跳測(cè)試 2.驗(yàn)證單曲循環(huán)下的各種模塊功能（上一曲） 3.隨機(jī)播放模式下暫停信號(hào)測(cè)試 4.第一首未放完進(jìn)行上一首功能測(cè)試第15頁(yè)/共30頁(yè)連跳測(cè)試連續(xù)給passed1信號(hào)有效，測(cè)試如下Atuo=1時(shí)，switch=1，passed=1 1000ns1100ns有效Passed1在1000ns時(shí)歌曲跳到上一句，隨后100ns再次有效，歌曲跳到當(dāng)前上一句，實(shí)現(xiàn)連跳功能。連跳測(cè)試連跳測(cè)試第16頁(yè)/共30頁(yè)Atuo=0，mode=00，播放到第3首是mode=10，第3首歌循環(huán)。Passed1=1，第三首到第

12、二首。單曲循環(huán)模塊功能單曲循環(huán)模塊功能第17頁(yè)/共30頁(yè)隨機(jī)模式暫停信號(hào)隨機(jī)模式暫停信號(hào) Atuo=0，mode=01，passed1=1時(shí)，因?yàn)槭请S機(jī)模式，從第三首歌跳到第一首。第18頁(yè)/共30頁(yè)隨機(jī)模式暫停信號(hào)隨機(jī)模式暫停信號(hào)隨機(jī)模式暫停信號(hào)有效隨機(jī)模式暫停信號(hào)有效第19頁(yè)/共30頁(yè)第一首未放完進(jìn)行上一首功能測(cè)試第一首未放完進(jìn)行上一首功能測(cè)試 Atuo=1時(shí)，將paseed1信號(hào)于第一首播放中加入，跳到第一首歌曲首地址，上一首功能實(shí)現(xiàn)第20頁(yè)/共30頁(yè)狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖第21頁(yè)/共30頁(yè)狀態(tài)機(jī)斷言狀態(tài)機(jī)斷言define assert_clk( arg ) assert property

13、(posedge clk) disable iff (rst) arg ) a_fsm_asyn_rst: assert property (posedge clk) rst |- (state = Idle);a_fsm_state_coding:assert_clk($onehot0(state) =1);a_fsm_norm_trans1:assert_clk(state = S0) |= (state = S1);a_fsm_norm_trans2:assert_clk(state = S2)|(state = S3) |- ($past(state = S1) = 1);a_fsm_

14、norm_trans3:assert_clk(state = S2)|(state = S3) |= (state = S0);a_fsm_norm_trans4:assert_clk(state = S1)&$rose(accl) |- #1 state = S2 #1 state = S0 #1 state = S1 );a_fsm_norm_trans5:assert_clk(state = S1)&$rose(passed) |- #1 state = S3 #1 state = S0 #1 state = S1 );a_fsm_forbid_trans1:assert

15、_clk($stable(rst) & (state = Idle) |- ($past(state = S0) =0) & ($past(state = S2) =0) & ($past(state = S3) =0);第22頁(yè)/共30頁(yè)狀態(tài)機(jī)斷言狀態(tài)機(jī)斷言第23頁(yè)/共30頁(yè)狀態(tài)機(jī)局部斷言例一狀態(tài)機(jī)局部斷言例一局部trans2斷言：正常狀態(tài)下，當(dāng)前狀態(tài)是S2（0100）快倒?fàn)顟B(tài)，或者S3（1000）回放狀態(tài)，上一個(gè)狀態(tài)一定是S1（0010）播放狀態(tài)。第24頁(yè)/共30頁(yè)狀態(tài)機(jī)局部斷言例二狀態(tài)機(jī)局部斷言例二局部trans4斷言：當(dāng)快倒信號(hào)有效時(shí)（mode=2b11），狀態(tài)會(huì)從播放狀態(tài)（S1）跳到快到狀態(tài)(S2)再到置數(shù)狀態(tài)(S0)再回播放狀態(tài)(S1)，如圖0010-0100-0001-0010。第25頁(yè)/共30頁(yè)隨機(jī)斷言隨機(jī)斷言第26頁(yè)/共30頁(yè)地址計(jì)數(shù)器斷言地址計(jì)數(shù)器斷言第27頁(yè)/共30頁(yè)Rom表斷言表斷言第28頁(yè)/