HE-AAC音頻解碼器FPGA原型芯片設計.pdf

1、HE-AAC是一種保證在高音質情況下壓縮率很高的音頻編碼，它具有多聲道、多采樣率、高壓縮比、高音質等特點，可以比AAC的編碼效率提高至少30％，在48 Kb/s的碼率下就可提供高品質立體聲音頻，已被全球數字廣播協會和3GPP組織采納。本文以HE-AAC音頻解碼器為研究對象，在考慮實時性、面積等約束條件下，研究HE-AAC解碼器的優(yōu)化方法，設計HE-AAC解碼器FPGA原型芯片，研究HE-AAC原型芯片的驗證方法。
　　 (1).

2、研究HE-AAC解碼算法。采用適于硬件實現的方法化簡復雜度較高的變換編碼算法IMDCT和子帶編碼的正交鏡像濾波(QMF)算法，將2048點的IMDCT轉化為256點和64點的IFFT變換；將1024點的QMF變換轉化為64點的DCT-IV變換，乘法次數減少8.59％，加法次數減少10.41％；將DCT-IV變換轉換為易于實現的FFT變換，降低了硬件設計的難度。
　　 (2).優(yōu)化HE-AAC解碼器系統架構。以面積優(yōu)化為主要目標，

3、兼顧解碼速度。采用總體串行，局部流水的方法，設計系統架構。在Huffman解碼模塊、反量化模塊之間，以及時域噪聲整形模塊(TNS)與IMDCT模塊之間設計流水線，以盡量少的資源消耗，保證解碼效率。使用了done-start,全流水控制，以及聲道間流水控制三種不同接口控制邏輯保證架構的有效實現。
　　 (3).優(yōu)化HE-AAC原型芯片硬件電路。使用并行化技術優(yōu)化SBR解碼器中的Huffman解碼模塊，分析Huffman碼表的前綴編

4、碼特性，用組合邏輯實現碼表的索引，節(jié)省存儲器資源，采用首0電路來簡化硬件的設計，減少了邏輯資源。對IMDCT模塊數據做預處理，轉化為IFFT優(yōu)化算法，使用優(yōu)化的IFFT模塊來實現電路邏輯，提高模塊的處理速度。在AQMF以及SQMF濾波器的設計中，使用共享設計技術，采用共享DCT-IV子模塊的的方式，實現資源共享，比不采用資源共享的設計邏輯單元減少29.4％，存儲器資源減少33.3％，寄存器資源減少27.8％。在格式器的設計上，采用兩個桶