In this thesis, hardware and software of a real-time speech codec simulator have been designed and implemented. In the real-time speech codec simulator implemented in the thesis, MC68000 16-bit microprocessor and TMS32020 digital signal processor are used for system control and real-time processing of speech coding algorithm, respectively.
The hardware of the simulator consists of two boards; one is the Central Processing Unit(CPU) board for MC68000 and the other is the Digital Signal Processing(CPU) board for TMS32020. The two board are interfaced with each other using the industry standard VMEbus.
For the software development of speech coding and input/output(I/O) control algorithms, two serial interface ports(RS-232C) for system control with a system console terminal and interface with host computer(IBM-PC/AT compatible computer) are implemented in the CPU board. For the input and output of speech signal, two analog-to-digital(A/D) converters and one digital-to-analog(D/A) converter are attached to the DSP board.
Speech coding softwares for TMS32020 DSP are developed in the host computer. The object codes of the developed softwares are downloaded to the speech simulator via a serial port.
In order to obtain the real-time performance of the speech codec simulator, the CCITT standard ADPCM and HCDM algorithms are simulated. The transmission rates are chosen to be 32kbits/s for ADPCM and 16, 24 and 32kbits/s for HCDM algorithms.
본 논문은 일반적인 음성 부호화 방식에 대하여 실시간 simulation을 수행할 수 있는 실시간 음성 부호화기 simulator의 design과 구현에 관한 연구이다. 구현된 simulator는 두 board로 구성되어 있는데 digital 음성신호 처리를 위하여 TMS32020 digital 신호 처리기를 중심으로 구성된 Digital Signal Processing(DSP) board와 전체 시스템의 동작을 제어하기 위하여 MC68000를 processor로 사용하여 구성된 Central Processing Unit(CPU) board가 있다. 또한 simulation할 음성 부호화 방식에 대한 compile과 음성 data의 저장을 위하여 host computer(IMB PC/AT 교환기종)이 CPU board에 RS-232C line을 통하여 연결되어 있으며 실시간 simulation과 그 결과의 청취시험에 필요한 analog신호의 입출력을 위하여 두 개의 analog-to-digital(ADC)와 한 개의 digital-to-analog(DAC)가 DSP board에 interface되어 있다.
구현한 음성 부호화기 simulator를 사용하여 선택된 음성 부호화 방식들의 실시간 simulation을 수행하였으며 또한 음성 부호화 방식들의 성능에 대한 정량적인 비교를 하기 위하여 reference로 host computer에 저장되어 있는 음성신호를 택하여 실시간 simulation을 행하였다. 실시간 simulation을 하기 위하여 선택된 음성 부호화 방식은 32 kbits/s CCITT 표준 ADPCM 방식과 16, 24, 그리고 32 kbits/s 세 종류의 HCDM 방식이다. 선택된 부호화 방식에 대하여 simulation을 한 정량적인 결과로는 32 kbits/s ADPCM 방식과 16, 24, 과 32 kbits/s의 HCDM 방식들에 대하여 각각 33 dB와 13.45, 16.81,과 19.25 dB를 얻었다. 또한 reference로 주어진 원래의 음성신호와 각 부호화 방식들에 대한 simulation을 하여 재생된 음성신호사이의 파형에 대한 비교도 행하였다.
