基于DSP的数字音频处理系统的设计与实现

论文摘要

数字信号处理是伴随数值计算技术和计算机技术的发展而迅速发展起来的新兴学科,特别是数字信号处理器（DSP）的出现,使其理论得以广泛应用于实际系统之中。MPEG 1-LAYERS是MPEG-1国际标准音频（ISO/IEC 11172）第三层编码/解码算法,它具有压缩比例高,还原音质好等诸多优点。利用这种标准制作的MP3格式音乐,己经在网络上得到极大流行。但是目前市场上的MP3播放器大都是基于专用ASIC,因此存在着功能单一,灵活性不够的特点。基于以上背景,提出了基于定点DSP的MP3解码系统设计与实现的研究课题,本课题的主要目标就是以TI公司的定点DSP为核心,研究MP3硬件解码的快速算法及在定点DSP芯片上的实现。本论文详细叙述了论文作者设计研制的一种基于DSP的数字音频系统。该系统以TMS320C5402（DSP）为中央处理器,可完成MP3音频数字信号的分析和处理,并通过CODEC芯片实现对外界模拟音频信号的采集和发送。该系统配有大容量FLASH和硬盘,用于程序和音频数据的存储,128K字节高速RAM作为数据缓冲区。同时,通过USB控制芯片完成系统与PC机之间的数据通信。论文对ISO/IEC 11172标准中的LayerⅢ音频算法和基本原理进行了介绍。在对关键解压算法技术,如霍夫曼解码,反量化的快速算法进行深入研究的基础上,提出基于DSP汇编语言的快速算法实现方案验证,该系统可实现MPEG-1 LaverⅢ音频解码功能,并获得了良好的音乐质量。说明系统设计合理,算法实现正确。

论文目录

• 中文摘要
• ABSTRACT
• 第一章 概述
• 1.1 数字音频的发展——压缩算法
• 1.2 MPEG音频编码技术的发展
• 1.3 课题的意义和主要内容
• 第二章 系统的总体方案设计
• 2.1 DSP处理器构架的整机系统的优势
• 2.1.1 DSP器件与单片机的比较
• 2.1.2 DSP整机系统与专用MP3解码芯片的比较
• 2.2 系统的主要功能
• 2.3 系统的总体方案及分析
• 第三章 系统硬件设计
• 3.1 系统主控部分硬件设计
• 3.1.1 DSP芯片选择及介绍
• 3.1.2 DSP最小系统的设计
• 3.2 DSP外围电路的设计
• 3.2.1 音频信号编解码模块的设计
• 3.2.2 存储器扩展电路的设计
• 3.3 PC间的通信模块USB接口的设计
• 3.4 时序控制器模块的设计
• 第四章 系统的软件设计
• 4.1 CCS开发环境的介绍
• 4.2 MPEG-1 Audio Layer Ⅲ的介绍及算法介绍
• 4.2.1 MPEG音频压缩算法的基本根据
• 4.2.2 MPEG LAYER Ⅲ编解码系统及框图
• 4.2.3 MPEG LAYER Ⅲ解码算法
• 4.3 DSP主控系统的软件设计
• 4.4 MPEG-1 Audio Layer Ⅲ的算法在DSP系统的实现和优化
• 4.4.1 MP3算法在DSP系统的实现
• 4.4.2 MP3算法的优化
• 第五章 总结
• 5.1 结论
• 5.2 工作展望
• 参考文献
• 致谢
• 学位论文评阅及答辩情况表