基于音頻專用DSP核的AC-3解碼設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn).pdf

1、數(shù)字音頻壓縮標(biāo)準(zhǔn)AC-3是第一個(gè)專門為編碼多聲道數(shù)字音頻信號(hào)而設(shè)計(jì)的感知編碼系統(tǒng)，具有較高的音質(zhì)和較低的復(fù)雜度，現(xiàn)已廣泛應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域，如DVD、高清電視HDTV、衛(wèi)星數(shù)字廣播DBS、數(shù)字視頻廣播DVB，ATSC等。 我國(guó)在數(shù)字音頻編解碼器設(shè)計(jì)領(lǐng)域起步較晚，目前幾乎還沒出現(xiàn)自主研發(fā)的用于AC-3解碼的音頻專用DSP，因此研究并開發(fā)基于音頻專用DSP的AC-3解碼器具有極大的現(xiàn)實(shí)意義和實(shí)用價(jià)值。 本論文詳細(xì)論述了基于音頻專

2、用DSP核的AC-3解碼設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)，具體工作主要分為以下幾個(gè)部分： 1、匯編器設(shè)計(jì)。由于課題使用的是自主研發(fā)的音頻專用DSP核，沒有相應(yīng)的軟件開發(fā)環(huán)境。如果直接使用機(jī)器碼進(jìn)行程序編寫不僅效率低而且非常容易出錯(cuò)，匯編器在很大程度上提高了程序編寫的效率。該匯編器能夠?qū)R編偽代碼轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制機(jī)器碼，但不具備自動(dòng)優(yōu)化功能。 2、編寫AC-3解碼程序。根據(jù)音頻專用DSP核的指令集編寫AC-3實(shí)時(shí)解碼程序，其中包括：原始信息提取程序

3、、指數(shù)解碼程序、位分配程序、尾數(shù)提取程序、去耦合程序、矩陣重構(gòu)程序、IMDCT程序、縮混程序。在FPGA開發(fā)板上對(duì)程序進(jìn)行整體調(diào)試并實(shí)現(xiàn)了實(shí)時(shí)解碼。 3、軟硬件協(xié)同驗(yàn)證平臺(tái)設(shè)計(jì)。軟硬件協(xié)同驗(yàn)證方式可以大大提高軟硬件調(diào)試的效率。AC-3音頻原始數(shù)據(jù)可以由軟件方提取，以幀為單位通過PCI接口下載到FPGA輸入緩沖區(qū)中。使用現(xiàn)有的PCI9054接口IP，配合C語言程序，搭建整個(gè)軟硬件協(xié)同驗(yàn)證平臺(tái)。編寫了Microsoft Visual

4、 Studio環(huán)境下的AC-3音頻原始數(shù)據(jù)的提取和下載程序。 4、優(yōu)化解碼程序。由于匯編器不具備自動(dòng)優(yōu)化功能，而AC-3音頻解碼程序具有很大的運(yùn)算量，程序優(yōu)化工作是必不可少的。匯編代碼優(yōu)化工作主要有兩個(gè)目的：提高解碼速率和節(jié)省存儲(chǔ)空間。優(yōu)化手段各種各樣，主要包括：減少函數(shù)調(diào)用、循環(huán)優(yōu)化、使用專用特殊指令、去除冗余代碼、合理使用尋址方式，合理安排語句順序等。 最終通過軟硬件協(xié)同工作的方式，以33MHz的時(shí)鐘頻率，在FPGA