基于OpenRISC的音頻解碼器軟硬件協(xié)同設(shè)計.pdf

1、本文以在OpenRISC上設(shè)計實現(xiàn)低功耗音頻解碼器為研究目標(biāo)，根據(jù)實際設(shè)計的需求，運用不同的軟硬件協(xié)同設(shè)計方法，分別實現(xiàn)MPEG-1/2 BC純軟件解碼器、硬件協(xié)處理器加速的面向DVB標(biāo)準(zhǔn)的音頻解碼器，并提出以更加靈活高效的擴展指令集方式實現(xiàn)多標(biāo)準(zhǔn)低功耗音頻解碼器。 本文對MPEG-1/2 BC核心編碼技術(shù)子帶分析濾波和MDCT進行分析研究。在對原理理解的基礎(chǔ)上，優(yōu)化標(biāo)準(zhǔn)子帶合成濾波算法的流程，只需計算一半濾波系數(shù)，并且采用FF

2、T快速算法，減少運算量和中間數(shù)據(jù)的存儲，改變加窗過程的運算順序，減少軟件解碼器頻繁讀取Memory次數(shù)。針對傳統(tǒng)Huffman解碼流程繁瑣冗余的缺點，本文根據(jù)Huffman碼值的前綴碼特性，改造碼表，利用讀入的碼字作為碼表的索引，最多只需搜索兩次就能解出碼值。 本文對MPEG-1/2 BC軟件解碼器從三方面進行優(yōu)化：解碼流程、算法、匯編級，分析解碼器系數(shù)的動態(tài)范圍，對動態(tài)范圍大的變量采用不同精度定點化，從而在OpenRISC上實

3、現(xiàn)純軟件低功耗高品質(zhì)音頻解碼器。 在面向DVB解碼芯片的設(shè)計中，CPU處理完基本任務(wù)有富余的處理能力，本文安排音頻解碼的主體部分由CPU完成，軟件不方便實現(xiàn)的getbits模塊(不定比特讀數(shù)據(jù))采用硬件協(xié)處理器實現(xiàn)，該設(shè)計不僅僅完成getbits功能，還相當(dāng)于給音頻解碼軟件加了一個DMA數(shù)據(jù)通道。解碼器的運算瓶頸子帶合成濾波也由硬件加速完成。本文改變傳統(tǒng)做法，把一直由音頻播放實現(xiàn)的音視頻同步控制交給CPU完成，使得音視頻同步控制