高军[1]2003年在《MP3解码器IP设计及重用性研究》文中认为现有的MP3解码器大多基于DSP或RISC处理器,以软件方式实现,功耗和成本较高且不易作为IP,集成到各种SoC应用中。本文以低功耗、可重用为目标,研究了一款Hard-wired MP3解码器IP的设计、验证和重用技术,从系统结构、实现及算法等方面对功耗进行了优化,并成为一个完整的、以可综合的Verilog代码编写的IP,很容易集成到各种SoC应用中。详细分析了MP3解码算法和解码过程中各运算步骤之间数据依赖关系,提出了一种新的“并行和流水”的系统结构,可将解码器的时钟频率降低到10MHz以内。针对硬件实现的特点,提出了一些优化方法:(1)利用Huffman解码后,频率线高频部分存在一个连续为零的区域的特点,可减小反量化、立体声处理、混叠重建和IMDCT大约1/3的计算量和存储器的访问次数,降低了功耗;(2)通过修改地址产生逻辑,按照顺序重排的要求来产生地址,减少了存储器的访问功耗。(3)“Huffman解码反量化立体声处理”流水执行,减少了对应Memory访问次数,减少了存储器的访问功耗。算法上利用三角函数的对称关系,实现了一种新的计算方法,减少了IMDCT和子带综合滤波的计算复杂性,满足了流水线的执行需求。从RTL代码的编写,文档的组织管理,可测性设计,功能验证和接口设计等几方面,探讨了IP的重用性需求及解决方法;具体分析了VTD010 MP3解码器IP的接口设计和验证方法;以在移动电话中的应用为例,探讨了MP3解码器IP的重用性。本设计满足ISO/IEC 11172-4全兼容精度,从面积和功耗方面进行了对比,在功耗上优于其他已知方案。
尚淼洪[2]2008年在《基于SOPC的MP3编解码器的设计与实现》文中进行了进一步梳理目前国内外针对MP3编解码器的研究主要着重基于单片机的音频编解码,这样的系统有局限性,主要是扩展功能差,功耗大,很多主流功能都不兼容。在应用需求的牵引和IT技术的推动下,基于SOPC系统的开发在音频编解码处理领域的应用也日益增多。本课题的研究目标是设计出一个基于SOPC平台的MP3编解码器。本文针对SOPC系统的特点和现实中的应用需求,研究实现了一套基于Altera的CycloneⅡ2C35处理器的MP3音频编解码器,并且可以挂载USB设备。以CycloneⅡ2C35为核心,通过开发音频处理的SOPC构件,将MIC采集的音频数据传到NiosⅡ软核处理器上,再通过μClinux操作系统下音频编码程序进行编码,形成MP3文件存储在USB设备上,解码程序实现了MP3数字音频信息转化为PCM数据。该系统扩展性强,应用广泛,移植了μClinux操作系统,可以方便地进行后续开发增加用户所需功能。从而提高了设备的智能程度,具有—定的工程实用价值。本文从软件和硬件两方面实现了SOPC系统开发过程的相关模块。系统硬件控制平台的研究主要包括：基于NiosⅡ软核处理器的SOPC系统的结构,音频处理模块的功能和结构,以及DE2开发板的应用要求；系统软件运行平台的研究主要包括：μClinux操作系统介绍,MP3编解码器的设计,以及μClinux环境下编解码程序的移植等工作。介绍了Avalon总线的结构,组成硬件平台的NiosⅡ系统组成模块,MP3编解码算法的原理等基于SOPC的MP3编解码器开发中所使用的主要相关技术。最后给出测试结果和列出了遇到问题的解决方案。实验表明,该系统编解码准确,可操作性强,能满足系统的基本要求,而且移植了μClinux操作系统,可以方便地进行后续开发增加用户所需功能,具有广泛的应用前景。
黄发乾[3]2008年在《公交车辆自动定位与智能报站系统研究》文中提出智能交通系统是目前国内外公认的解决城市交通拥堵问题的最重要途径之一,也是费效比最显著的途径。作为国内城市交通系统最重要组成部分之一的智能公交系统,近年来开始出现了许多针对公交车辆智能化的研究与尝试,但目前在公交车定位和报站方面仍存在许多急需研究和解决的问题。在分析了里程表定位技术的基础上,结合站点信标定位优点,应用无线传感器网络,提出了里程表推算站点信标误差修正的定位算法。针对目前公交报站器音质差、播放数据信息修改难问题,提出了MP3/U盘报站器方案。在CC1000无线传感器开发平台上,对节点RSSI参数进行测量并采用最大信号法定点修正定位误差。研究表明该方案可将定位误差限制在15m以内。以AT89C51SND1C高性能单片机为车载单元(OnBoard Unit,OBU)主控制器,利用单片机内置硬件MP3解码器实现MP3格式报站数据播报。选择STC12C54系列单片机作为站台单元(Road Side Unit,RSU)CPU,分析了射频数据收发中接收器字节对齐问题,给出了曼彻斯特编码SPI驱动模式下字节同步问题的解决方案。为了提高无线通信可靠性,研究了无线链路特性,提出了基于MVI(Manchester Violation Indication)的链路质量度量新标准,实验结果表明MVI与PRR之间具有最大-0.94的相关性,得出了在链路质量测量性能上MVI明显优于RSSI、略优于LQI的结论,认为MVI可作为无线链路质量度量的第四个标准。另外,还设计了单片机操作系统A51OS、CRC查表算法等部分内容。
王利娟[4]2006年在《基于OMAP的3G无线终端处理器系统的软、硬件研究与开发》文中研究表明随着无线宽带技术和数字信号处理技术的发展,我们即将迎来一个丰富多彩的3G时代。3G也就是第三代移动通信技术,是指将无线通信与国际互联网等多媒体通信结合的新一代移动通信系统。它能够处理图像、音乐、视频流等多种媒体形式,强大的多媒体业务是3G手机的一个典型特征。3G终端的市场有巨大的发展空间和无限商机。我们使用TI的OMAP5910做为3G终端的核心处理器。OMAP5910平台结合了高性能与低功耗的特性,拥有一种具有易于使用特点的开放式架构。该处理器使用TI应用最为广泛的TMS320C55x DSP内核与低功耗、增强型ARM9微处理器组成双核应用处理。此外,OMAP5910提供丰富的外围接口,拥有MMC、LCD、Camera、USB等接口,UART、McBSP、MCSI等众多串口支持几乎所有流行的有线和无线接口标准。在”以OMAP5910为核心的3G无线终端处理平台”的课题进行中,本人负责并完成了系统硬件平台的设计与调试、系统软件平台的构建与应用程序的制作,以及MP3解码器的实现。硬件方面:设计并完成了系统的硬件平台,实现对各种外部设备(图像传感器、LCD屏、音频Codec、触摸屏、键盘、MMC/SD卡、USB端口及各种串口)的控制。软件方面:在此平台上运行嵌入式Linux实时操作系统,完成部分驱动程序的设计与开发;在Microwindows用户图形界面下实现多种用程序的有效管理和使用;主要在OMAP的DSP核上实现MP3实时解码器的设计,输出高质量的立体声音频数据。该平台目前已经实现了手机拍照、MPEG-4编码、MPEG-4解码、MP3解码与播放等多媒体功能。
张晓境[5]2012年在《MP3音频解码器的FPGA实现》文中研究表明如今MP3已经成为了最流行的音乐格式，因为与其他格式的音乐相比较，MP3格式除了在其音质、压缩性方面有优势，在其目前的传播广泛性和互联网上的免费下载方面，也占有绝对的优势地位。所以成为了应用最广泛的移动设备。而MP3播放器的性能，主要取决于MP3内部的解码器，因此我们以MP3解码器为核心，主要研究了MP3解码电路的设计方法，以及FPGA的实现。本文主要介绍了MP3文件格式和解码原理，在基于FPGA的硬件开发平台上，设计和实现了MP3的解码器的功能。在基于Altera公司的CycloneⅡ系列的EP2C35F672C6开发平台，利用VerilogHDL硬件描述语言对MP3解码系统中的各个模块进行硬件设计，是本文的一大特色。根据解码过程将总体设计进行模块划分，主要分为：帧边信息解码模块，比例因子模块，Huffman解码模块，反量化模块，重排列模块，立体声模块，混叠重建模块，IMDCT模块等。1.为了加快解码过程，对反量化模块的采用了改进的除8查表法，减少了对缓存区的访问次数，很大程度上提高了运算的速度和精度。2.在IMDCT模块中，IMDCT（改进的离散余弦反变换）是一个计算量非常大的过程，占用的时间最长，因此对结构进行优化是十分有必要的。本论文将IMDCT的三个步骤融合在一起进行硬件实现，减少了对内存的访问次数，又节省了空间。3.用VerilogHDL硬件描述语言实现各模块的功能，并对主要模块进行了经过综合、仿真，分析了仿真结果，实现了MP3解码器的功能。经过仿真，本设计实现了MP3解码器的基本功能，并且加快了解码的速度，具有广泛的应用前景。
鲁静[6]2011年在《基于Ptolemy Ⅱ的MP3解码器的建模仿真研究》文中认为随着嵌入式系统在各个领域的广泛应用,嵌入式系统的复杂性也日益增加,导致嵌入式系统开发中分析设计阶段的工作变得越来越重,所以有必要通过嵌入式系统建模来降低设计阶段的工作量。然而由于嵌入式系统通常具有异构性,现有建模方法在嵌入式系统设计方面显得不足,因此基于PtolemyⅡ平台研究一种能够有效解决嵌入式系统异构性问题的建模设计策略非常必要,对嵌入式系统的设计具有实际意义。PtolemyⅡ为分布、实时、并行的嵌入式系统提供建模仿真平台,它采用面向执行体构件的层次异构建模思想,通过提供丰富的计算模型解决嵌入式系统的异构性问题,而执行体构件主要实现嵌入式系统的功能逻辑。为说明此建模设计策略的有效性,本文基于PtolemyⅡ平台,对典型嵌入式系统-MP3解码器进行建模仿真。MP3解码器的关键是提升解码速度,实现实时解码。目前的解决策略多为改进硬件芯片的解码算法,而本文采用改进的实时调度算法提升解码软件过程的并行执行效率,并以MP3解码器建模仿真为实例,验证其有效性及可执行性。主要研究工作如下：1.首先介绍本文的研究背景及选题意义；介绍MP 3解码器的工作原理及解码流程,为后面的建模仿真奠定基础；分析目前建模仿真平台的特点,说明PtolemyⅡ建模仿真平台的优势；并且详细介绍PtolemyⅡ面向执行体的层次异构设计思想以及建模仿真平台。2.针对PtolemyⅡ执行体库中已有执行体不能满足MP3解码器建模需要的问题,分析PtolemyⅡ中执行体的体系结构,总结执行体的端口、参数、公有方法的设计策略,以及将自定义执行体添加到Vergil库中的添加方法。并根据MP3解码器的建模仿真需求,设计频率反转执行体。3.为了提升系统执行的并行性,满足MP3解码器的实时解码需求,对现有实时调度算法进行改进,提出新的基于PTIDES执行策略的调度算法。4.基于PtolemyⅡ面向执行体的层次异构设计方法,遵循MP3解码器的解码流程,并针对实时解码需求,在PtolemyⅡ建模仿真平台下分别采用改进前后的调度算法实现MP3解码器系统模型。在此基础上对模型进行仿真测试,说明PtolemyⅡ设计方法学实现MP3解码器建模仿真的可行性；对比算法改进前后模型的解码时间,证明算法的正确性和有效性。
宋祥宝[7]2008年在《基于MP3技术的电梯语音报站装置》文中认为目前市场上的电梯语音报站装置一般都使用语音芯片的方案实现的。该方案开发成本低,难度低,实现功能简单,所以应用较广泛。但是,该方案也很大的弊端,即语音装置体积较大,语音存储容量相对较小,录音条件要求很高以及更换声音数据较困难。这是由于语音数据采用了模拟量存储技术存在语音芯片上的,并将语音数据写入语音芯片需要专用的烧写设备。每台电梯的层站不同,安装位置不同,客户不同,所以语音数据也不尽相同。有些客户要求根据楼层使用情况更改语音内容,就更不太可能。这就导致现有的语音报站装置无法做成一个标准产品,每次都要根据客户要求定制。大大提高电梯语音报站装置的制造,使用,维护成本。本次开发的基于MP3技术的语音报站装置就可以解决原有使用语音芯片报站装置的种种弊端。其体积小巧,便于安装,维护,语音容量大,可以存储超过100分钟的声音数据,声音文件可由计算机处理,无需专用的录音室录制,通过USB接口与计算机连接下载,更换语音文件非常方便。选用AT89C51SND1C作为主控芯片,该芯片具有C51内核,64K字节的闪存程序空间和4K字节引导闪存以及2304字节的ROM存储器,利用微处理器核对数据流和MP3解码器进行控制,并允许通过嵌入的4K字节闪存引导区进行系统编程.AT89C51SND1C有MP3解码模块, I2C/PCM音频输出,串并行接口模块(USB, SPI, IDE),以及其他的外存储器接口模块.语音报站的USB设计为支持USB(Mass Storage Class)的接口,使得语音报站器与计算机相连接时可以被Windows操作系统认出,并可以直接使用Windows浏览器访问,复制,剪切,粘贴等工作.这就使得更换语音报站器内的语音信息变更的非常简单,容易.使用POPGUARD TM技术对系统进行优化,解决音频DAC的电流冲击问题,通过DAC内部的软件启动/软掉电功能模块来消除启动的瞬态冲击.
吉安刚[8]2007年在《车载MP3播放系统的设计》文中研究说明随着数字信息技术以及网络技术的高速发展,汽车的自动化、智能化和网络化也被相应地提上了日程。而车载播放系统作为汽车的一个不可分割的部分也必然面临着新的技术革新。本文根据设计要求以及目前车载播放器的特点,提出了一种车载MP3播放系统的设计方案。该系统主要有USB主机系统、MP3文件解码和射频输出等几个部分组成。在USB主机系统的设计中分析了USB的基本特点,对USB的系统体系、数据通信模型、数据包格式、USB标准描述符进行了深入剖析。在分析USB大容量存储设备(Mass Storage)类规范的基础上,建立了USB主机与Mass Storage类设备之间的逻辑通信模型,进行了USB主机硬件和USB主机系统软件的设计和测试。完成了对USB设备的检测、识别、配置的驱动程序设计,实现USB大容量存储设备类的单批量(Bulk-Only)传输。在发送大容量存储设备子类命令的基础上建立了FAT文件系统的接口,实现U盘文件的读写。本文采用MP3解码芯片,实现了MP3文件的解码。解码芯片输出的音频信号再通过射频芯片,以可控制的频率发送出去,通过汽车内的广播、音响系统播放出来,不需要改动汽车内的电气布局,就可以应用本系统。在设计中采用嵌入式实时操作系统uC/OS-II作为软件开发平台,既提高了系统软件设计的效率,也有效确保了系统的实时性和稳定性,使得系统最终实现了预定的播放功能。
陆沿青[9]2008年在《车通控制器音频系统设计》文中指出随着汽车电子技术的发展以及武器装备数字信息化的程度越来越高,军车内的数据通信网络日趋复杂。同时,军车实战环境的日益恶劣也对车内通话质量提出了更高的要求。对于传统的车内通话器,如何在实现语音数字化、提高通话质量的同时增强系统的可靠性,是车通电子化研究的重要课题。论文在分析了军车语音通话系统国内外研究现状的基础上,提出了车通控制器的设计方案。它将网络模块和音频模块相结合,实现了语音通信的双总线环状网络结构的设计,有效地保障了语音通信的质量和可靠性。同时,语音通信的数字化,也实现了语音通话模式的可配置性。论文在阐述了车通控制器音频系统的总体设计、系统组成结构以及功能实现的基础上,完成了车通控制器音频系统的设计与实现。论文以LPC2378微控制器为车通控制器音频系统的主控芯片,采用MP3和WAV双格式的语音编解码方式,实现了语音和车内数据传输的数字化。论文完成了系统硬件平台的设计,并模块化地实现了系统的软件设计。最后综合车通控制器音频系统的硬件平台与软件设计,进行了系统模块的功能调试。经过测试,本音频系统基本达到预期的功能设计要求且性能稳定。论文为军车的车内语音通话系统的发展提供了一个可行的技术方案,具有一定的研究意义。
刘宇[10]2009年在《基于FPGA的MP3播放器的设计与实现》文中研究说明MP3播放器的性能主要取决于MP3解码器的性能,本文主要讨论MP3解码器的硬件实现方法。本文在查阅大量相关国内外文献期刊后,决定以FPGA为核心,采用以低速核心处理器与其他硬件加速模块的SOC设计加上外围器件实现的方式来开发MP3播放器。本文介绍了MP3文件的文件格式和解码原理,还有基于Altera公司CycloneⅡEP2C70 FPGA的DE2-70硬件平台,以及MP3播放器所需的外围设备等。在基于FPGA的硬件开发平台的基础上,设计并实现了MP3播放器系统,特别是对MP3解码系统的设计与实现。其中,利用VHDL对MP3解码系统的各个步骤进行硬件实现,是本文的特色,相对于软件解码,硬件解码可以提高解码的速度并降低系统的消耗。引入NiosⅡ软核处理器作为整个播放器系统的控制处理核心,其功能为读取存储介质SD卡中的MP3文件作为解码器的数据源；再将解码后的PCM数据进行播放；接收按键控制信息控制歌曲的播放状态；同时,显示播放信息,便于人机交互。根据系统功能对整个系统进行总体设计并进行模块划分。将系统主要分为5个模块：核心控制处理模块、SD卡文件读取模块、MP3解码播放模块、显示模块和按键控制模块等。在对这5个主要模块进行详细的设计与实现后,整合各个模块,组成完整的系统。最后,在友晶科技公司的DE2-70开发板上进行验证,实现系统功能。经测试证明,该系统完成了MP3播放器的基本功能,在提高解码速度和降低系统消耗方面都具有自己的优势。而且本系统是基于FPGA开发的,可以方便地进行后续开发增加用户所需功能,具有广泛的应用前景。
参考文献：
[1]. MP3解码器IP设计及重用性研究[D]. 高军. 中国科学院研究生院（计算技术研究所）. 2003
[2]. 基于SOPC的MP3编解码器的设计与实现[D]. 尚淼洪. 东北大学. 2008
[3]. 公交车辆自动定位与智能报站系统研究[D]. 黄发乾. 北京交通大学. 2008
[4]. 基于OMAP的3G无线终端处理器系统的软、硬件研究与开发[D]. 王利娟. 天津大学. 2006
[5]. MP3音频解码器的FPGA实现[D]. 张晓境. 河北工业大学. 2012
[6]. 基于Ptolemy Ⅱ的MP3解码器的建模仿真研究[D]. 鲁静. 昆明理工大学. 2011
[7]. 基于MP3技术的电梯语音报站装置[D]. 宋祥宝. 上海交通大学. 2008
[8]. 车载MP3播放系统的设计[D]. 吉安刚. 哈尔滨理工大学. 2007
[9]. 车通控制器音频系统设计[D]. 陆沿青. 南京理工大学. 2008
[10]. 基于FPGA的MP3播放器的设计与实现[D]. 刘宇. 东北大学. 2009
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