基于DSP的MP3解码系统设计

文章摘要：由CPLD产生D12的片选、以及控制对D12的读写;ALE接低电平,表示一个独立的地址和数据总线配置;D12的A0脚与DSP的A0相连,控制D12的命令和数据状态。 CF卡接口设计CF卡是一种小型化、大容量、低功耗、智能型的存储媒体,在便携式设备中应用广泛。以FlashMemory(闪烁存储器)为主要载体,内部用微处理器进行时序控制和存储管理。CF卡与DSP连接如下图5所示。CF卡的A3～A0为数据、命令、或状态寄存器地址线,D15～D0为数据总线,可16位或8位访问,当片选信号CE1#和CE2#同时为低电平时,为16位访问格式;当CE1#置高,CE2#为低电平时,为8位访问格式。CF的存取方

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由CPLD产生D12的片选、以及控制对D12的读写;ALE接低电平,表示一个独立的地址和数据总线配置;D12的A0脚与DSP的A0相连,控制D12的命令和数据状态。

 CF卡接口设计

CF卡是一种小型化、大容量、低功耗、智能型的存储媒体,在便携式设备中应用广泛。以FlashMemory(闪烁存储器)为主要载体,内部用微处理器进行时序控制和存储管理。CF卡与DSP连接如下图5所示。

CF卡的A3～A0为数据、命令、或状态寄存器地址线,D15～D0为数据总线,可16位或8位访问,当片选信号CE1#和CE2#同时为低电平时,为16位访问格式;当CE1#置高,CE2#为低电平时,为8位访问格式。CF的存取方式有三种:Memory方式、I/O方式、TrueIDE方式,该系统中CF卡工作模式选取上电默认方式,即:Memory方式,片选CE1#、CE2#由可编程逻辑器件EPM7128SL84对DSP的8位地址A15～A22译码产生。CF卡工作电压为5V或3.3V,设计选用3.3V工作电压,便于数据输出与地址可直接与DSP相接。

MP3解码的DSP实现

MP3文件的格式

MP3是目前世界上最流行的音频格式之一,其采用了MPEG-1Ⅲ层标准压缩编码格式。遵循MP3标准的音乐具有很高的压缩率和较高的保真度,其压缩比可达1:10～12,即1分钟CD音质的音乐经过MP3压缩编码后,可以压缩到1兆左右而基本保持不真。MP3的压缩率很高,失真也较小,但它的算法也较为复杂。MP3文件的内容是音频位流数据文件,它由若干个数据帧组成,每个数据帧的构成如图6所示。每帧中的音频数据含有1152个原始音频信号的采样信息,并且经过霍夫曼编码形成。数据帧的其它内容分别为:

头标信息:音频位流的一部分,它包含同步和状态信息。

校验字:音频位流的一部分,它包含用于错误检测的信息。

辅助信息:音频位流的一部分,它包含每帧中可用于解码的相关信息。

缩放因子信息:音频位流的一部分,它包含用于计算音频数据量化比例因子的信息。

霍夫曼编码数据:音频位流的一部分,它包含每帧中所有原始音频采样数据的霍夫曼编码。

附加数据:音频位流的一部分,它可包含一系列用户定义的辅助数据。

 MP3解码

LayerⅢ采用了较复杂的比特流结构。解码程序的流程图如图7所示。首先获得每一帧的同步字,取得头信息,从而获得各相应参数,根据对头信息的解析进而得到实际的一帧音频数据。读取主数据获得比例因子数据,对样本进行解码,然后对解码样本顺序进行倒置,如果块类型(BlockSplit_type)和标志类型(Flag_typ)都为1时,对样本进行重新排序,根据边信息中霍夫曼码本的选择信息进行霍夫曼解码,然后进行反量化,根据帧头的立体声信息,对反量化结果进行立体声处理。最后通过混迭处理、IMDCT和合成滤波器重建数字音频信号。

 结束语

系统采用了高性能的芯片及性能优良的模拟接口,具有很强的信号处理能力,可以高质量地完成立体声的解码算法。在系统的软硬件的基础上,显示器和键盘等,可以增加用户接口。该系统可以集成在数码相机等产品中增加MP3播放机功能,具有广阔的推广应用前景。

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