MP3音樂是目前最為流行的音樂格式,因其音質、復雜度與壓縮比的完美折中,占據著廣闊的市場,不僅在互聯網上廣為流傳,而且在便攜式設備領域深受人們喜愛。本文以MPEG-1的MP3音頻解碼器為研究對象,在實時性、面積等約束條件下,研究MP3解碼電路的設計方法,實現FPGA原型芯片,研究MP3原型芯片的驗證方法。 論文的主要貢獻如下: (1)使用算法融合方法合并MP3解碼過程的相關步驟,以減少緩沖區存儲單元的容量和訪存次數。如把重排序步驟融合到反量化模塊,可以減少一半的讀寫RAM操作;把IMDCT模塊內部的三個算法步驟融合在一起進行設計,可以省去存儲中間計算結果的緩存區單元。 (2)反量化、立體聲處理等模塊中,采用流水線設計技術,設置寄存器把較長的組合邏輯路徑隔開,提高了電路的性能和可靠性;使用連續訪問公共緩存技術,合理規劃各計算子模塊的工作時序,將數據計算的時間隱藏在訪存過程中;充分利用頻率線的零值區特性,有效地減少數據計算量,加快了數據處理的速度。 (3)設計了MP3硬件解碼器的FPGA原型芯片。采用Verilog HDL硬件描述語言設計RTL級電路,完成功能仿真,以Altera公司Stratix II系列的EP2S180 FPGA開發板為平臺,實現MP3解碼器的FPGA原型芯片。MP3硬件解碼器在Stratix II EP2S180器件內的資源利用率約為5%,其中組合邏輯查找表ALUT為7189個,寄存器共有4024個,系統頻率可達69.6MHz,充分滿足了MP3解碼過程的實時性要求。實驗結果表明,MP3音頻解碼FPGA原型芯片可正常播放聲音,解碼音質良好。
標簽:
FPGA
MP3
音頻解碼器
上傳時間:
2013-07-01
上傳用戶:xymbian