摘要：介绍一种基于ide硬盘的大容量语音记录仪的设计方法，重点阐述了大容量语音记录仪的硬件和软件设计。

关键词：大容量语音记录仪 单片机 ide d6571e pio

随着我国经济建设的迅猛发展，公安、铁路、民航、金融等部门对语音记录的需求不断增长。用户经常需要回放时间长达几个月、甚至几年的大容量语音记录仪，而目前国内可见到的语音记录仪大多只能连续记录几百小时（即一个月左右）。而大容量的语音记录仪一般是基于pc机，设备体积较大，使用不便。近年来作为数据存储介质的硬盘，以其容量大、接口智能化程度高、控制方便越来越受到人们的重视。充分发挥硬盘的优势，脱离系统主机，可以为用户开发出超大存储容量、性能可靠的语音记录仪。

本文提出了采用单片机控制硬盘对语音数据进行实时存储的方案。其最大优点是可记录语音时间长达几个月甚至几年，并能达到较高的性能指标。

甚至ide硬盘的大容易语音记录仪的特点：

(1) 以单片机为核心，采用pio模式进行硬盘的读写，可大大提高系统的性能价格比，使得语音记录时间长达1500小时（6gb硬盘）。若换用更大容量硬盘，可实现更长语音记录时间，达到连续工作几个月甚至几年的要求。

(2) 采用dsp芯片d6517e，其语音压缩算法采用truespeech triple rate coder，8khz采样频率下语音压缩速率为9.6、7.2或4.4kbps，mos指标可达到3.98。

(3) 采用大规模可编程逻辑器件cpld对系统数字逻辑电路进行集成，提高了系统的稳定性和可靠性，具有较好的通用性，可满足多种场合的需要，不需改动任何硬件。

(4) 预留远程调度电话接口，可实现远程监听、查询等功能。

(5) 由于采用4层pcb线路板设计、表贴工艺和超薄笔记本硬盘，使得基于ide硬盘的大容量语音记录仪体积如普通电话机大小，可实现对一路电话进行高阻并联录音，并可在本机播放记录语音和远程调度记录语音。

图1 d6571e的典型应用电路

1 系统硬件设计

1.1 d6571e芯片

在本系统中，选择dsp芯片d6571e,其语音压缩算法采用truespeech triple rate coder。由于该算法的实时运算需要22mips以上的运算速度，为此将dsp内核和算法代码集成在d6571e芯片内。d6571e的典型应用电路如图1所示。

d6571e具有16位宽的总线，但也允许以分时方式使用8位总线，这时cpu须用hi/lo信号表示送到总线上的是高8位还是低8位；当d6571e主动将数据送到总线上时，会发出ack信号通知cpu读取数据。hstrd和hstwr则是读和写的控制线。由于true-speech triple rate coder算法按30ms分帧采样，然后进行分析压缩，因此无论是读取压缩数据还是因送压缩数据，均必须在一帧内完成，否则d6571e会自行进入休眠状态。向d6571e输送语音数据的过程如下：首先送出解压控制命令，然后接收一个回送状态字，状态字中包含了当前帧所需要的字节数，cpu就连续送出规定数目的数据，待一帧处理完毕后,d6571e会继续送出状态字，如此循环就可连续回放语音了。而利用d6571e进行语音压缩的数据处理过程正好相反，状态字中包含的是当前帧压缩所得到的字节数，cpu应连接接收规定数目的数据。

d6571e芯片具备工业标准的编解码器接口，可直接与串行pcm接口的音频编解码芯片相连，如美国国家半导体的tp3054（μ律）、tp3057（a律）等。本系统设计中音频编解码接口芯片采用了tp3057。tp3057工作所需的同步脉冲、采样时钟、数据信号等只需与d6571e的4根控制线相连即可得到。

由于d6571e的控制命令很丰富，在大容量语音记录仪的设计中，笔者利用d6571e实现数字音量控制、自动增益控制、变速回放、双音频信号产生和鉴别、来电显示等功能，省去了不少功能芯片、线路板面积，使昨最终设计成型的大容量语音记录仪体积如普通电话机大小。

1.2 ide硬盘的控制

利用单片机控制现有的硬盘，可极大地提高系统的性能价格比，因此本系统采用单片机控制硬盘进行语音数据的存储。

图2 dk23aa-60硬盘引脚及定义

ide接口的硬盘驱动器提供了两种数据传输模式：pio模式和dma模式。由于pio模式控制相对容易，提供了一种编程控制输入/输出的快速传输方法。该模式采用高速的数据块i/o，以扇区为单位，用中断请求方式与cp