媒體數(shù)字信號處理器的結(jié)構(gòu)和應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計研究.pdf_第1頁
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文檔簡介

1、隨著集成電路技術(shù)、信號處理技術(shù)的發(fā)展,數(shù)字信號處理器(DSP)無論從制造工藝、體系結(jié)構(gòu)等方面都取得了巨大的發(fā)展。作為當(dāng)今一個應(yīng)用的熱點,多媒體應(yīng)用強勁地推動著芯片業(yè)的發(fā)展。其中高靈活性、低成本和相對較高的性價比的DSP處理器,在媒體處理領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。 由浙江大學(xué)信息與通信工程研究所SOCR&D小組開發(fā)的具有自主知識產(chǎn)權(quán)的DSP處理器——MediaDSP16(簡稱MD16)已完成流片,芯片采用SMIC0.18μm6層CMOS工

2、藝加工,在核心電壓1.8V情況下,可工作在0-162MHz。本文在此基礎(chǔ)上,對MD16的媒體結(jié)構(gòu)和應(yīng)用平臺設(shè)計進行了研究,并且以MP3音頻應(yīng)用和JPEG2000圖像應(yīng)用為例,進行了MD.16面向媒體應(yīng)用領(lǐng)域的開發(fā)。媒體應(yīng)用算法與處理器結(jié)構(gòu)的設(shè)計是一個互動的過程,通過應(yīng)用設(shè)計研究,能夠分析評估處理器性能,指導(dǎo)處理器結(jié)構(gòu)改進的方向。 本文提出了MD16的媒體結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計,進行了面向比特流操作的媒體指令擴展。針對基于MD16處理器的媒

3、體應(yīng)用評估和開發(fā),本文提出了可重用的應(yīng)用平臺系統(tǒng)設(shè)計思想,采用了可配置硬件板級系統(tǒng)的設(shè)計和基于統(tǒng)一總線結(jié)構(gòu)的FPGA片上系統(tǒng)的設(shè)計,實現(xiàn)了可重用的IP模塊?;谠撈脚_進行MD16處理器的應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計,完成處理器的功能測試和性能評估。 MP3是目前最流行的音樂格式,本文提出了結(jié)合DSP結(jié)構(gòu)特點的軟硬件協(xié)同優(yōu)化的設(shè)計方法,通過對MD16平臺上MP3解碼程序進行一系列的優(yōu)化,使它的二進制代碼程序滿足MD16處理器片上存儲器容量大小的約

4、束,并大大降低了運算量。基于DSP的應(yīng)用開發(fā)平臺,本文采用了IP模塊的抽取和集成的方式,設(shè)計了MP3解碼硬件系統(tǒng),優(yōu)化了音頻播放機制。 JPEG2000是最新的靜態(tài)圖像壓縮標(biāo)準(zhǔn),本文研究了基于DSP的JPEG2000核心算法的優(yōu)化與實現(xiàn)。在進行了JPEG2000圖像編解碼系統(tǒng)的各模塊的性能分析之后,通過挖掘算法的時間和空間并行性,進行了關(guān)鍵模塊小波變換與EBCOTtier1熵編碼算法的優(yōu)化與實現(xiàn)。通過分析結(jié)合處理器結(jié)構(gòu)的算法優(yōu)化

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