基于Garfield芯片的MP3播放器的设计和优化

论文题目: 基于Garfield芯片的MP3播放器的设计和优化

论文类型: 硕士论文

论文专业: 微电子与固体电子学

作者: 华锡锋

导师: 陆生礼

关键词: 标准,多媒体加速器,集成开发环境

文献来源: 东南大学

发表年度: 2005

论文摘要: 在嵌入式系统中实现MP3播放常见的解决方法有两种:一是完全依赖于嵌入式微处理器或DSP的处理能力,通过MP3定点或浮点解码程序实现MP3解码过程;二是通过专用的解码硬件进行MP3解码。在第一种情况下,对嵌入式微处理器或DSP处理能力的要求比较高。如果要求微处理器能够处理包括播放MP3在内的多个进程,这就将进一步对微处理器的处理能力提出了更为苛刻的要求。在第二种情况中,虽然专用硬件可以实现较高的性能和较低的功耗,但是可扩展性较差,不具备通用的处理能力。本文所研究的课题主要是在国家专用集成电路系统工程中心研发的“16/32位RISC嵌入式微控制器Garfield”(以下简称Garfield)SOC芯片上,基于自主设计的操作系统ASIX OS实现一款能实时播放MP3音乐的MP3播放器。Garfield系统级芯片是以嵌入式ARM7TDMI微处理器为核心,内部包括ESRAM高速内存和MMA多媒体加速器等外围设备在内的系统级嵌入式处理器。该MP3播放器以Garfield为硬件平台,采用了GUI应用程序和后台服务程序通过EventFlag通信原语的模式实现,利用自主操作系统ASIXOS的特定通信和编程模式、特定的控件实现MP3播放器的特定功能,如开始播放、停止播放、暂停播放、播放时间显示。在设计过程中本文还着重解决了MP3解码库的性能优化和解码音质的分析与优化问题,首先对核心解码库进行了代码级的优化,对其中的部分代码使用了宏替换、循环展开、内联函数替换等优化方法。然后对MP3解码库做了基于ESRAM的优化,并给出了最后实验数据,得到在主频70MHZ条件下每一帧的解码时间为19.2ms的优化结果,在很大程度上提高了解码器的性能。目前Garfield SOC芯片已经进行了小规模量产。MP3播放器也已设计成掌上样机,效果得到了验证,达到了设计的目标。

论文目录:

摘要

ABSTRACT

第一章绪论

1.1 背景

1.2 提出问题

1.3 本论文的主要工作和意义

1.4 本论文的结构

第二章 MP3 解码系统的组成

2.1 Garfield SOC系统的组成

2.1.1 关于ARM

2.1.2 芯片结构

2.2 MP3 播放器的组成

2.2.1 底层硬件系统

2.2.2 MP3 核心解码库

2.2.3 上层软件系统

2.3 小结

第三章 MP3 解码库的优化和性能分析

3.1 MP3 解码库性能分析和优化

3.1.1 基于代码的解码库性能优化

3.1.2 基于ESRAM的解码库性能优化

3.2 MP3 解码库音质分析和优化

3.3 小结

第四章基于ASIXOS的MP3 解码系统的实现

4.1 ASIXOS操作系统简介

4.2 MP3 播放器软件系统架构设计

4.2.1 消息传递机制分析

4.2.2 后台程序的设计

4.2.3 底层的设计

4.2.4 后台程序与文件系统的挂接

4.3 解码库Buffer的设计和性能分析

4.3.1 Buffer的设计

4.3.2 Buffer的性能分析

4.4 小结

第五章结束语

总结

展望

致谢

参考文献

作者简介

在校期间发表的论文清单

发布时间: 2007-06-11

参考文献

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