基于5509实现mp3解码new

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1、万方数据基于TMS320VC5509实现MP3解码刘毅，姚若河，郑学仁(广州华南理工大学微电子研究所，广东广州510641)摘要：介绍了利用数字信号处理芯片TMS320VC5509实现MP3解码的方案。讨论了MP3霍夫曼解码方法，并利用DSP的C语言在TMS320VC5509上实现了该算法。利用CCS的Profile功能对运算复杂度进行了估算，结果显示TMS320VC5509完全能够达到该解码算法的计算量要求，并能够实现实时解码。关键词：DSPTMS320VC5509McBSPCCSMP3霍夫曼解码TMS320VC5509(以下简称C5509)是TI公司C5000DS

2、P系列中的新一代产品，该芯片最低工作电压为0．9V，其核的最低功耗仅为0．05MW／MIPs，性能最高可达800MIPS。C5509为嵌入式DSP应用及高性能仪器仪表、智能机器人、手持设备、数字音频播放器和数码相机等应用提供了有效的解决方案。MP3是指MPEG(活动图像专家组)国际标准音频第三层编，解码，MP3编码是通过将音频信号由时域信号转换为频域信号，并根据人类心理声学特征去除部分冗余信息实现的，IS0／IEClll72—3Pan3给出了详细的编，解码标准。解码涉及霍夫曼解码、修正余弦反变换(IMDCT)、子带合成等复杂运算模块。本文利用C5509实现对MP3的解

3、码运算。1C5509DSP处理器的特点和工作原理1。1C5509DSP的性能概述C5509有32×16bit指令缓冲队列，可实现高效的块循环操作；两个17×17bit的MAC单元，可在单周期内执行两次MAC操作；1个40bit的ALU、1个40bit的桶型移位器，4个40bit的累加器可执行比C54系列DSP更高效的算术运算，在400MHz的晶振驱动下，可达到800MIPS的性能。以44．1kHz采样率的MP3数据流为例，对128kbit，s数据率的MP3数据进行解码。霍夫曼解码、IMDCT、子带合成等运算模块共需消耗1．3MIPS的CPU资源，对于平均每秒必须解码4

4、4．6帧数据来讲，总运算量为44．6×1．3=57．98MIPS，C5509完全可以满足此速度要求。C5509还具有128K×16bit的片上RAM，其中包括64KB的DARAM、192KB的SARAM和64KB的片上ROM。与众多TMS320系列DSP处理器一样，C5509采用了哈佛结构，共有12组独立总线，其中包括3组数据读总线、2组数据写总线、5组数据地址总线、1组程序读总线和1组程序地址总线，这些总线并行地为各个计算单元提供指令和操作码，从而为高速的数据运算提供了《电子技术应用》2006年第1l期有力的保障。1。2C5509DSP的外设介绍C5509提供了专用

5、的外部存储器接口(EMIF)，用于控制DSP与外部存储器之间所有数据的传输。可与EMIF无缝链接的存储器有：异步存储器(ROM、FLASH、SRAM)、同步突发SRAM、同步DRAM(SDRAM)，并可支持可选的32、16、8位数据访问。对EMlF编程时，必须根据实际的外部存储器考虑如何分配片内使能空间(CE)。通过EMIF接口，主处理器可将数据和程序置于片外，从而节省了片上硬件资源。其次，C5509有3个独立的多通道缓存串口(McB．SP)，使得C5509能够直接与其他C55xx系列DSP、多媒体数字信号编解码器等设备高速互连，这些McBSP可以提供全速双工通信，并

6、支持128通道的收发，接收或者发送可以选择使用独立的时钟，字宽为8、12、16、20、24位任选。为保证与常见的异步通信模块进行数据通信，C5509提供了与TLl6C550C等专用异步通信接口lC互连的UART，外部数据经由TLl6C550C进出DSP的UART，最终交给片内CPU处理。图1为与C5509配合使用的典型专用异步通信接口IC(TLl6C550C)的管脚图。C5509的UART每接到数据就会产生相应的中断请求，通知CPU及时采集数据，将Rx线上的串行数据放入接收寄存器中，在满足缓冲区长度后，寄存器的并行数据再交给CPU做后续处理。2解码算法说明2．1MP3

7、文件的格式MP3文件以帧为基本单位，每帧的构成如表1所示。由于MP3文件数据格式采用了比特池技术，故主数据有可能在帧头之前，具体位置可由帧边信息所包含的main-data_begin变量获得。解码时首先将一定长度(本系统为2kbit)的数据读人C5509的内部RAM中，然后寻找帧的同步字本刊邮箱：eta@ncse．com．cn111万方数据呈苫窨笛罱昌害I聋l盆l营暇呈7。艿47464544434241加3”837，士Nc235臼MR334乜丽丽433乜旆532口丽63l乜葡砭730乜INTRPT829乜雨瓣928乜Aolo27乜Al1126乜A21