目前,语音信号处理技术发展迅速,传统信号处理器件已经无法满足市场需求。为了改善DSP等处理器件不支持并行运算、寄存器资源少、处理实时性差等不足之处,本文提出了基于FPGA器件的语音信号处理方案。本文主要从理论研究、设计实现、算法仿真分析这三个部分对语音信号处理的FPGA实现展开了研究。应用麦克风阵列的基础理论对分布式麦克风阵列进行了软件建模和硬件设计。硬件部分,设计了以同步采样芯片为核心的语音信号的前端采集模块:具有信号放大和前置滤波功能的信号调理电路;具有多通道信号同步采集和模数转换功能的AD芯片以及采集系统的电源电路等硬件设计。软件程序部分,设计了硬件控制模块和语音增强算法实现:硬件控制模块包括时钟分频器、板间数据传输协议、硬件电路的控制信号等;语音增强算法涉及多通道的自适应波束形成算法、频域中功率谱相减法、FIR滤波器的设计。文中运用了MATLAB和ModelSim两个仿真软件结合QuartusⅡ进行联合调试仿真,并对仿真结果进行分析。通过实验测试得出结果:基于FPGA实现语音增强算法,可以提升带噪语音信号的信噪比2.4dB左右,处理传输速率达到9600bits/s。测试结果表明语音处理系统设计基本成功,部分算法方面仍需优化,同时也体现了FPGA资源充足,并行处理,浮点运算能力强,信号处理系统实时性好,系统复用性强等优点。