面向高性能SOC應(yīng)用的MP3解碼器軟硬件協(xié)同設(shè)計與驗證.pdf

1、便攜式MP3播放器、集成MP3功能的PDA、Smart phone等產(chǎn)品銷量日益增加，市場潛力巨大。這充分說明，對于消費類電子產(chǎn)品而言，MP3播放功能已逐漸發(fā)展成為一種必需。因為MP3應(yīng)用的廣泛性，MP3解碼算法的軟硬件實現(xiàn)成為當(dāng)前研究的熱點。對于消費類電子產(chǎn)品，如PDA、手機、MP3播放器等，硬件設(shè)計者需要綜合考慮系統(tǒng)性能、電路面積、功耗等因素，才能設(shè)計出高性能、面積小、功耗低的成功產(chǎn)品。SoC將原來由許多芯片完成的功能，集中到一塊芯

2、片中完成，已經(jīng)成為當(dāng)今超大規(guī)模集成電路的發(fā)展趨勢。因為ARM微處理器的高效能、低功耗與低成本等優(yōu)點，以及軟硬件開發(fā)平臺的優(yōu)勢，基于ARM微處理器核的SoC芯片是嵌入式低功耗應(yīng)用的首選。對于要求越來越高的多媒體應(yīng)用，在SoC中集成功能強大的硬件加速器，用軟硬件協(xié)同設(shè)計的方法使系統(tǒng)達到低成本、低功耗的設(shè)計目標(biāo)，是一個重要的研究方向。 本研究利用MAD作為可執(zhí)行的規(guī)格模型，采用軟硬件協(xié)同設(shè)計的方法來設(shè)計一個完整的MP3解碼系統(tǒng)。分析代

3、碼剖析的結(jié)果，以及各部分硬件實現(xiàn)的代價，確定軟硬件劃分，用硬件實現(xiàn)幀間數(shù)據(jù)運算量波動較大、導(dǎo)致實時解碼MIPS波動的Huffman解碼，以及運算密集、硬件實現(xiàn)代價小的IMDCT部分，而其它部分進行軟件優(yōu)化。設(shè)計合理的串/并行折衷的Huffman解碼器結(jié)構(gòu)，在保證性能的前提下減小了面積和功耗。采用Lee快速算法為原型設(shè)計IMDCT硬件加速器，提出了協(xié)同式細粒度并行調(diào)度與寄存器分配算法，應(yīng)用于硬件加速器結(jié)構(gòu)設(shè)計，得到了優(yōu)化的電路結(jié)構(gòu)。文中明