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那么,問題就來了,聲電轉(zhuǎn)換之后,編成什么樣的格式?芯片或芯片組能用現(xiàn)成的cpu芯片嗎?需要對(duì)應(yīng)的操作系統(tǒng)嗎?數(shù)據(jù)庫怎么建立?字庫是硬件化還是軟件化?怎么設(shè)計(jì)邏輯分析電路?是用cpu加操作系統(tǒng)還是另外設(shè)計(jì)?
楊小樂躺在床上,越想越頭疼,越想越是勇氣不足。
前世的機(jī)器人聽覺系統(tǒng)主要是對(duì)人的聲音進(jìn)行語音識(shí)別并做出判斷,然后輸出相應(yīng)的動(dòng)作指令控制頭部和手臂的動(dòng)作,傳統(tǒng)的機(jī)器人聽覺系統(tǒng)一般是以pc機(jī)為平臺(tái)對(duì)機(jī)器人進(jìn)行控制,其特點(diǎn)是用一臺(tái)計(jì)算機(jī)作為機(jī)器人的信息處理核心通過接口電路對(duì)機(jī)器人進(jìn)行控制,雖然處理能力比較強(qiáng)大,語音庫比較完備,系統(tǒng)更新以及功能拓展比較容易,但是比較笨重,不利于機(jī)器人的小型化和復(fù)雜條件下進(jìn)行工作,此外功耗大、成本高。
小型化和復(fù)雜條件下工作的機(jī)器人的聽覺系統(tǒng),在前世基本上都是由于微型處理器性能的提高促進(jìn)了機(jī)器人的迅速發(fā)展,特別是大存儲(chǔ)量及高速運(yùn)算dsp處理芯片的出現(xiàn)使機(jī)器人在脫機(jī)狀態(tài)下,獨(dú)立完成復(fù)雜的語音信號(hào)處理和動(dòng)作指令成為可能。
因此數(shù)字信號(hào)處理dsp的出現(xiàn),簡(jiǎn)化了機(jī)器人聽覺系統(tǒng)的電路結(jié)構(gòu),只有四個(gè)組件就構(gòu)成了聽覺系統(tǒng):麥克風(fēng)、語音處理芯片、dsp芯片和數(shù)據(jù)庫(flash)芯片,而聽覺系統(tǒng)的大腦就是fpga芯片。
也就是說,聽覺系統(tǒng)的系統(tǒng)硬件分為語音信號(hào)的采集和播放,基于dsp的語音識(shí)別,fpga動(dòng)作指令控制、步進(jìn)電機(jī)及其驅(qū)動(dòng)、dsp外接(flash也叫閃存)閃存芯片,jtag口仿真調(diào)試和鍵盤控制幾個(gè)部分。
而工作流程是麥克風(fēng)將人的語音信號(hào)轉(zhuǎn)化為模擬信號(hào),在經(jīng)過音頻芯片量化轉(zhuǎn)化成數(shù)字信號(hào)輸入dsp.dsp完成識(shí)別后,輸出動(dòng)作指令。
fpga根據(jù)dsp輸入的動(dòng)作指令產(chǎn)生正確的正反轉(zhuǎn)信號(hào)和準(zhǔn)確的脈沖給步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片,驅(qū)動(dòng)芯片提供步進(jìn)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)信號(hào),控制步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)。片外flash用于存儲(chǔ)系統(tǒng)程序和語音庫并完成系統(tǒng)的上電加載。jtag口用于與pc機(jī)進(jìn)行聯(lián)機(jī)在線仿真,鍵盤則用于參數(shù)調(diào)整和功能的切換。
這里的dsp芯片主要就是作為語音識(shí)別處理器,它具有較快的處理速度,可以使機(jī)器人在脫機(jī)狀態(tài)下,獨(dú)立完成復(fù)雜的語音信號(hào)處理和動(dòng)作指令控制。
而fpga系統(tǒng)的開發(fā)降低了時(shí)序控制電路和邏輯電路在pcb板所占的面積,使機(jī)器人的\&大腦\&的語音處理部分實(shí)現(xiàn)了微型化、低功耗。
因此,一個(gè)體積小、低功耗、高速度能完成特定范圍語音識(shí)別和動(dòng)作指令的機(jī)器人系統(tǒng)的研制具有很大的實(shí)際意義。
而dsp芯片在前世最早出現(xiàn)于1978年,而在dsp出現(xiàn)之前數(shù)字信號(hào)處理只能依靠微處理器來完成。
但由于微處理器較低的處理速度不快,根本就無法滿足越來越大的信息量的高速實(shí)時(shí)要求,因此應(yīng)用更快更高效的信號(hào)處理方式成了日漸迫切的社會(huì)需求。
到了70年代,有人提出了dsp的理論和算法基礎(chǔ),但那時(shí)的dsp僅僅停留在教科書上,即使是研制出來的dsp系統(tǒng)也是由分立元件組成的,其應(yīng)用領(lǐng)域僅局限于軍事、航空航天部門。
一般認(rèn)為,世界上第一個(gè)單片dsp芯片是1978年ami公司發(fā)布的s2811。1979年美國intel公司發(fā)布的商用可編程器件2920是dsp芯片的一個(gè)主要里程碑。這兩種芯片內(nèi)部都沒有現(xiàn)代dsp芯片所必須有的單周期乘法器。1980年,日本nec公司推出的mpd7720是第一個(gè)具有硬件乘法器的商用dsp芯片,從而被認(rèn)為是第一塊單片dsp器件。