AMBE声码器研究与多核DSP实现

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AMBE算法是语音信号处理技术中最经典的算法之一,由于其低比特率高性能的语音压缩效果,已逐渐在各类通信网络中得到了广泛应用。另一方面,现代多媒体通信技术所带来的巨大实时运算量,使得传统的通信设备面临着性能与功耗上的瓶颈,传统的单核处理器因而逐渐向多核架构发展,以满足人们日益增加的通信需求。多核处理器架构虽然为通信领域带来了新的研究与发展方向,但同时也让硬件开发工作者面临了更多的困难和挑战。鉴于这一现状,本论文以实际工程为背景,针对AMBE声码器,提出并实现了一种基于多核DSP平台的软件并行方案,使得声码器应用程序开发变得便捷高效。本文的主要研究内容和贡献包括:(1)平台架构设计:根据AMBE算法的特点,设计并完成AMBE声码器平台的架构方案。首先研究了 AMBE算法的基本原理与流程步骤,通过仿真验证了该算法的正确性。接着,结合平台特性,设计了合理的多核并行架构,并完成了平台内部的各项资源分配以及平台通信机制。最后对该架构方案进行了可行性验证。(2)基于多核的算法设计:基于声码器平台及其架构方案,实现多核AMBE声码器。首先提出并设计了声码器应用程序的一般性流程,通过平台主程序完成了平台的一系列配置及初始化工作。然后对主从核进行了程序设计,并提出了一种内存调度算法,有效地解决了多核访问冲突的问题。最后通过实验验证与分析,证明了相比于单核版本,AMBE声码器多核版本的实际性能提升比与理论相符。(3)基于网络的调试仿真系统设计:面向网络通信,搭建实时高效的AMBE调试仿真系统。首先设计了 PC与DSP的通信协议,实现了二者数据实时传输的双向通信链路。接着,在PC端开发了功能齐全、交互友好的软件界面,并在DSP端设计实现了两个重要功能:基于网络的发送功能和接收功能。本论文系统地研究了 AMBE声码器平台的设计方案及其多核实现的并行架构,通过主从模式进行任务分配,有效地提高了程序的运行效率,充分发挥出多核DSP处理器低延迟低功耗的性能优势。
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