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本文面向手持终端专用系统芯片(Garfield4)的设计,研究和开发在便携式设备上实现实时语音的压缩语音编码方案,并提出一种有效的系统性能评估和功耗优化方案。Garfield4系统芯片以ARM7TDMI为内核、不带CACHE,内部嵌入高速内存(eSRAM)和多媒体加速器(MMA)等电路模块。本文首先介绍了语音编码的一些主要特点,对不同的算法做了简单比较。随后详细介绍了两种不同的压缩算法-G.726和G.729A;根据Garfield4芯片本身的特点,本文采用定点算法实现实时语音压缩。论文详细分析了定点化过程,以及定点化的原则及方法。随后,本文针对算法本身,在全局、函数、算法、汇编等不同的级别采用了多种优化方案;针对ARM内核特性进行了优化;针对Garfield芯片硬件资源,如eSRAM、MMA等进行了软件优化设计。在此基础上,论文基于高层C模型,在ARM ISS模拟器上,针对ARM7TDMI、ARM720T、ARM9内核进行了G.726和G.729A语音编码能力的评估,其中将基于ARM7TDMI的G.726评估结果与实际Garfield4芯片的测试结果进行了对比,结果显示,在ARM ISS模拟器上通过高层模型所作的评估与芯片测试误差较小,表明该评估方法对于实际系统设计有良好的指导意义。同时本文也给出了两种不同算法优化之后的音质分析,以及针对G.729A压缩算法,不同的存储策略,对于存储器功耗的影响,得到了一种比较好的低功耗存储方案,符合手持设备的需求。本文基于Garfield4芯片,成功完成了G.726的语音实时压缩编码,在系统时钟为70MHz时,编码能力可达到36.08 KByte/s。本文还完成了G.729A的性能分析,由于受到Garfield4处理能力和G.729A算法复杂度的限制,G.729A难以在现有的Garfield芯片上实现实时编码。针对未来的Garfield系列芯片(采用ARM9内核或ARM720T),本文完成了G.729A的系统架构评估分析,结果表明采用ARM9内核或ARM720T内核的Garfield芯片都可以胜任G.729A的实时编码。