基于ADSP2187的HDTV音频编码器系统

文章摘要：锁相环系统设计中先采用AV9170将27MHz系统主时钟倍频，倍频后的时钟信号经E－PLD分频产生一个2 MHz的时钟，然后再将这个2 MHz的时钟经另一片AV9170倍频产生32MHz和16 MHz两种时钟。16 MHz时钟就作为AD1890工作的主时钟。32 MHz时钟经过AV9110进行编程产生一个24．576 MHz的频率，该时钟频率通过在EPLD中进行512分频后就可产生AD1890所需的48 kHz采样频率了，同时也保证了该频率与27 MHz时钟频率是同步的。1．1．2数据通道的设计DSP实时编码的同时，还需将已完成的编码作实时的输出。由于DSP的运算速度是MIPS数量级的，这就需

基于ADSP2187的HDTV音频编码器系统,标签：电子小制作,http://www.88dzw.com

　　锁相环系统设计中先采用AV9170将27MHz系统主时钟倍频，倍频后的时钟信号经E－PLD分频产生一个2 MHz的时钟，然后再将这个2 MHz的时钟经另一片AV9170倍频产生32MHz和16 MHz两种时钟。16 MHz时钟就作为AD1890工作的主时钟。32 MHz时钟经过AV9110进行编程产生一个24．576 MHz的频率，该时钟频率通过在EPLD中进行512分频后就可产生AD1890所需的48 kHz采样频率了，同时也保证了该频率与27 MHz时钟频率是同步的。

1．1．2　数据通道的设计
　　DSP实时编码的同时，还需将已完成的编码作实时的输出。由于DSP的运算速度是MIPS数量级的，这就需要在DSP输出数据与实时打包之间加一级缓存。异步FIFO是实现这一功能的最佳选择。设计中选用IDT7206作为缓存器件。在工作时，DSP不停地向FIFO写入数据，直到FIFO处于半满状态，这时向FIFO发出读信号。读出一个固定长度（如一帧）的数据后，读信号禁止，然后判FIFO半满标志位的状态，直到下一次半满出现后，再向FIFO 发读信号。需要注意，FIFO的读信号周期一定要比DSP写周期快，否则上述工作方式不成立。

1．2　PES打包设计
    音频的基本码流在进行传送层处理之前，要被打成可变长度的数据分组（PES），PES包的包头含有一个开始代码前缀和流的标识ID，用于标识该PES所传送的基本流，此外还有包长和许多可选字段，其中最重要的是显示时间（PTS），它在包的音频压缩数据开始时出现。音频编码器的PTS值由系统复用器实时提供，它是33 bit，由27 MHz时钟驱动的计数器，如图3所示。

　　图3中，DCLK为27 MHz系统时钟，DD为串行PTS值，数据高位在前，DVLD为与PTS值对应的有效信号。27 MHz时钟的上升沿对应数据的稳定期。每次发送33 bit的PTS值，重复频率90kHz。传送系统开始工作后，要用移位寄存器将串行数据转为并行，再用帧同步信号锁存PTS值。PES打包完成后，向复用器系统输出音频帧起始信号，数据时钟以及打包数据。图4是PES打包的系统结构框图。

    DSP在编码时，在每一个音频帧前都会加入16位的包头信息，这个包头信息可以作为一帧开始的同步信号。因此在打PES包时，要先搜索这个包头信息以产生 PTS锁存用的帧同步信号。图5为PES打包的时序仿真，采用VHDL编程完成，Altera的MAX7256设计实现。

　　图5中AD［7．．0］值为0xFFFDC400时表示帧同步头的信息，当搜索到这一字串时，在这一数据对应的位置上产生搜头标志信号CN。为了获得实时PTS值，从CN这个标志开始，计数一帧，用计数的进位信号作为帧同步信号AVLD，由于音频的PTS值每次刷新的频率为90 kHz，也就是说音频PTS值的变化相对于系统时钟频率是缓慢的，因此每次打包输出前，用AVLD采样并锁存已经转为并行数据的PTS值是能够保证其实时性的。当AVLD有效后，输出到复用器的数据总线AD［7．．0］上则插入总共14 Byte的PES包信息值，包括用AVLD锁存的实时输入的PTS值。为了保证编码输出的音频数据不丢失，在插入PES包信息时，需将FIFO的读信号禁止以使音频数据紧随包信息数据后面，这样一个完整的音频PES包就打包完成了。

2　AC－3编码输出打包设计
　　AC－3编码输出打包设计原理与MPEG－2的相似，只是在搜索包头时较为复杂一些，因为AC－3编码输出的帧头信息字在一帧数据中并不是唯一的，在搜索包头的同时，需要对帧长计数，如果前后两帧搜索到的信息字之间的帧长是固定的，说明搜索到的是正确的头信息，否则为伪信息字。此外，Dolby编码器DP569的输出是突发（burst）模式，在一帧数据中，有效数据集中于前部，其余的全部为零，具体地说，在输出的一帧中，共有9 830 400个位时钟（bit clock），在这么多的时钟中，仅有25％的时钟是对应AC－3的有效数据。而有效数据中，AC－3编码数据又处于有效数据字（32 bit）的高16位，这就需要除了将有效数据从一帧中提取出来外，还必须将每个有效数据字的低16位去掉。

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