媒體數(shù)字信號處理器的結構和應用系統(tǒng)設計研究.pdf

1、隨著集成電路技術、信號處理技術的發(fā)展，數(shù)字信號處理器(DSP)無論從制造工藝、體系結構等方面都取得了巨大的發(fā)展。作為當今一個應用的熱點，多媒體應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，在媒體處理領域得到廣泛應用。 由浙江大學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。本文在此基礎上，對MD16的媒體結構和應用平臺設計進行了研究，并且以MP3音頻應用和JPEG2000圖像應用為例，進行了MD.16面向媒體應用領域的開發(fā)。媒體應用算法與處理器結構的設計是一個互動的過程，通過應用設計研究，能夠分析評估處理器性能，指導處理器結構改進的方向。 本文提出了MD16的媒體結構優(yōu)化設計，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、體應用評估和開發(fā)，本文提出了可重用的應用平臺系統(tǒng)設計思想，采用了可配置硬件板級系統(tǒng)的設計和基于統(tǒng)一總線結構的FPGA片上系統(tǒng)的設計，實現(xiàn)了可重用的IP模塊?；谠撈脚_進行MD16處理器的應用系統(tǒng)設計，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，本文提出了結合DSP結構特點的軟硬件協(xié)同優(yōu)化的設計方法，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?；贒SP的應用開發(fā)平臺，本文采用了IP模塊的抽取和集成的方式，設計了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)圖像壓縮標準，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)。通過分析結合處理器結構的算法優(yōu)化