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基于FPGA的室内降噪系统的设计与实现的任务书
任务书
一、任务背景
随着科技的快速发展，数字信号处理技术在各个领域得到了广泛的应用和推广。在人们的日常生活中，噪音污染是一个不可避免的问题。特别是室内环境，往往还存在着人声、电器等噪声源的干扰，这给人们的工作和休息带来了很大的困扰。因此，开发一种有效的室内降噪系统就显得尤为重要。FPGA技术以其高速、高效、灵活的特点，成为数字信号处理领域中的关键技术之一，在室内降噪方面也表现出了很好的应用前景。
二、任务目标
本项目的目的是设计并实现一种基于FPGA的室内降噪系统。该系统主要功能包括：音频采集、实时降噪处理和音频输出。具体任务目标如下：
1.采集室内环境中的音频信号，利用AD/DA转换器将模拟信号转换成数字信号，形成输入信号。
2.使用数字信号处理的方法，采用滤波器等算法实现音频降噪功能。
3.实现降噪后的数字信号经由DA转换器输出成模拟信号，输出到扬声器上，即实现音频的输出功能。
4.使用VHDL工具进行FPGA芯片的设计和实现，将上述三个模块的功能集成在一个FPGA芯片上。
5.进行硬件调试和软件程序的编写，并在实际环境中进行测试和优化。
三、任务内容
1.系统设计部分
（1）系统框架设计：根据功能需求，设计出系统的整体框架，明确各个模块之间的数据流和控制流，并确定I/O接口和外围设备的选型。
（2）数字滤波器设计：根据实际需求，在FPGA中实现数字滤波器，降噪算法采用自适应滤波器。需要进行算法的分析，包括LMS算法、RML算法、NLMS算法等，并进行滤波器的性能优化。
（3）音频采集与输出接口设计：设计基于AD/DA转换器的音频采集与输出接口，实现音频信号的采集、降噪处理和输出。
2.硬件实现部分
（1）FPGA芯片的选型：选型合适的FPGA芯片，满足这个项目实现的要求。
（2）FPGA系统设计：使用VHDL工具编写代码，实现系统各部分的硬件设计。
（3）PCB电路板设计：根据系统设计完成PCB电路板的布局和线路设计。
3.软件实现部分
（1）FPGA芯片的编程：使用QuartusII软件对FPGA进行配置，完成系统的功能实现。
（2）算法编程：根据系统设计，编写数字滤波器的滤波算法，并进行调试和优化。
四、任务要求
1.设计出的降噪系统必须满足输入和输出的音频信号完整无损；
2.设计出的降噪算法必须达到较高的降噪效果，能够降低50%以上的室内噪声；
3.完成硬件与软件之间的数据接口设计，保证系统稳定运行；
4.设计出的系统必须符合安全可靠、易操作、易扩展、可维护等特点；
5.要求在指定时间内完成项目设计与测试，以及相关文档的编写。
五、任务计划
1.前期准备与调研工作：1个月
2.系统框架设计与算法优化：2个月
3.FPGA芯片设计实现与软件编程：3个月
4.系统测试与调试：1个月
5.报告撰写、答辩与综述：1个月
六、预期成果
本项目完成后，预期达到如下成果：
1.设计出一种高效、实用、稳定、易操作的基于FPGA的室内降噪系统；
2.达到很好的音频降噪水平，能够有效地降低环境噪声、提高工作、生活的质量；
3.设计出自适应滤波算法，优化滤波器的性能，并实现算法性能的优化；
4.完成系统硬件与软件的全部设计，保证系统稳定运行；
5.撰写完整的项目设计报告，对整个系统设计流程进行详细的记录，并对系统进行评价和总结。