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ADPCM编解码系统设计的中期报告
一、设计简介
本次ADPCM编解码系统设计使用VerilogHDL语言进行设计，并通过Vivado实现功能仿真和实际硬件验证。本设计主要包括ADPCM编码和解码两个模块。输入采样信号为8位有符号数，输出编码后的4位有符号数/解码后的8位有符号数。编解码算法采用了标准的ITU-TG.726ADPCM算法。设计中采用了带FIFO的缓存机制以优化存储与输出的效率。
二、主要功能
ADPCM编码：将8位有符号采样信号压缩为4位有符号采样信号。
ADPCM解码：将4位有符号采样信号还原为8位有符号采样信号。
输入接口：通常为自检测试,可以更换为任何采样音频信号源。
输出接口：ADPCM编码模块和ADPCM解码模块分别输出4位有符号采样信号和8位有符号采样信号，以方便后续处理。
三、主要算法
标准的ITU-TG.726ADPCM算法。
四、实现流程
1.将采样信号转换为差分信号，利用当前采样值和前一采样值之差。
2.通过量化器将差分信号转换为n位量化级别值，其中n为选定的量化位数。
3.通过编码器将量化级别值编码为m位有符号二进制补码，m为设定的编码位数。
4.通过解码器将编码值解码为量化级别值。
5.通过逆量化器将量化级别值逆量化并转换为差分信号。
6.通过加和器将差分信号与前一采样值相加，得到当前采样值。
五、主要模块设计
1.差分器模块：
该模块接收8位有符号采样信号，并通过寄存器存储前一采样值。该模块用于计算差分信号，即当前采样值与前一采样值之差。
2.量化器模块：
该模块接收差分信号，并根据选定的量化位数进行量化，将差分信号转换为n位量化级别值。该模块采用脉冲编码调制算法。
3.编码器模块：
该模块接收量化级别值，并将其编码成m位有符号二进制补码。该模块采用ITU-TG.726标准中规定的编码器算法。
4.解码器模块：
该模块接收编码值，并将其解码为量化级别值。该模块采用ITU-TG.726标准中规定的解码器算法。
5.逆量化器模块：
该模块接收量化级别值，并根据选定的量化位数进行逆量化，将量化级别值逆量化为差分信号。
6.加和器模块：
该模块接收差分信号和前一采样值，并将二者相加得到当前采样值。
七、测试验证
根据标准ITU-TG.726进行自检测试，在Vivado平台上进行仿真和验证，结果符合标准要求。同时还可以通过更换音频信号源进行实际应用测试。
八、总结
本次ADPCM编解码系统设计涉及到了多个模块，包括差分器模块、量化器模块、编码器模块、解码器模块、逆量化器模块和加和器模块。设计使用VerilogHDL语言进行，通过Vivado平台进行仿真和实际硬件验证。通过自检测试和应用测试验证了设计的正确性和可靠性。