基于Cyclone II FPGA开发平台实现语音识别算法程序的设计.docx

该文档主要介绍了一个基于Cyclone II FPGA开发平台实现的语音识别算法程序设计。这个设计采用了SOPC（可编程片上系统）技术，利用Altera公司的Cyclone II FPGA和Quartus II开发工具进行硬件开发。Nios II IDE用于实现语音识别算法的软件编译、链接、调试和运行。为了提升系统性能，还应用了C2H加速工具对语音算法程序进行硬件加速。 系统结构中，Nios II处理器作为核心，与其他模块如语音采集模块、串口扫描枪（用于条形码读取）等交互。语音采集模块负责用户语音的数字化处理，而条形码扫描设备则用于读取证件上的二维条形码，这些条形码存储了用户的语音特征数据。系统的优点在于结合了SOPC的灵活性和二维条形码的低成本与广泛应用，使得系统无需依赖数据库，更加独立和实用。 工作流程分为注册和验证两步。注册阶段，用户多次录入语音，生成个人生物特征，嵌入二维条码并打印在证件上。验证阶段，读取条码数据并与现场采集的语音进行比对，得出验证结果。 硬件实现方面，系统采用了32位Nios II软核处理器，其性能较高且支持自定义指令和片内存储器扩展。UART用于串口通信，连接扫描枪读取条形码数据。此外，还包括LCD、三态桥、片外存储器控制以及输入/输出控制等IP。FFT运算模块使用C2H工具进行硬件加速，显著提升了系统性能。 Nios II处理器是32位软核，具有定制指令和多片内存储器扩展功能。串口通信通过UART实现，TImer模块用于计时和比较程序运行时间。语音采集和报告结果部分由WM8731L芯片处理，它包含A/D和D/A转换，支持8kHz采样率和16位量化精度。Verilog模块用于串并转换和写SRAM控制，GPIO则用于与CPU的数据和地址通信，控制语音播放。 这个设计展示了如何在FPGA平台上构建一个高效、灵活的语音识别系统，结合了硬件加速和软件优化，实现了安全可靠的语音验证功能。