[實用新型]一種APE音頻解碼器

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200920233363.4
• 申請日: 2009-07-28
• 公開（公告）號: CN201477876U
• 公開（公告）日: 2010-05-19
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 丁國華;馮軍;方偉;吳科;余雪梅
• 申請（專利權(quán)）人: 無錫硅動力微電子股份有限公司
• 主分類號: G10L19/00
• 分類號: G10L19/00
• 代理公司: 無錫市大為專利商標(biāo)事務(wù)所 32104
• 代理人: 曹祖良

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及一種APE音頻解碼器，屬于數(shù)字音頻技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

APE是目前流行的數(shù)字音樂文件格式之一，與MP3這類有損壓縮方式不同，APE是一種無損壓縮音頻技術(shù)，也就是說當(dāng)你將從音頻CD上讀取的音頻數(shù)據(jù)文件壓縮成APE格式后，你還可以再將APE格式的文件還原，而還原后的音頻文件與壓縮前的一模一樣，沒有任何損失。APE的文件大小大概為CD的一半，APE音頻格式以其高質(zhì)量的無損音質(zhì)正受到越來越多朋友的喜愛。

盡管有各種音頻處理芯片支持APE音頻解碼，但是它們卻因采用純軟件解碼的方法，使得解碼功率很高，制約芯片在低端市場的推廣，如果將解碼算法采用軟硬結(jié)合的方法在低頻率低功耗下實時解碼，那么將使得在低端CPU/DSP的系統(tǒng)解碼APE成為可能。

發(fā)明內(nèi)容

本實用新型的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，提供一種APE音頻解碼器，采用軟硬結(jié)合的方法比純軟件解碼降低了功耗。

按照本實用新型提供的技術(shù)方案，所述APE音頻解碼器包括處理器和APE硬件加速器；所述APE專用硬件加速器包括算數(shù)邏輯單元、存儲預(yù)測濾波器參數(shù)的RAM、控制數(shù)據(jù)運算流程的狀態(tài)機和數(shù)據(jù)接口；所述算數(shù)邏輯單元與RAM相互連接，所述算數(shù)邏輯單元通過所述數(shù)據(jù)接口與處理器連接，所述狀態(tài)機的輸出端分別連接所述數(shù)據(jù)接口和算數(shù)邏輯單元。

所述處理器采用CPU或DSP。

本實用新型的優(yōu)點是：通過在解碼芯片里內(nèi)嵌一個APE專用硬件加速器，只需要在20MHz工作頻率下解決APE算法中最主要的預(yù)測濾波；使用APE硬件加速器，處理器只用40MHz左右的工作頻率下就能完成解碼，從而實現(xiàn)低頻低功耗實時解碼；這種軟硬結(jié)合的方法在功耗方面比純軟件解碼降低了80％左右。

附圖說明

圖1是APE實時解碼系統(tǒng)框圖。

圖2是APE硬件加速器的結(jié)構(gòu)框圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖和實施例對本實用新型作進一步說明。

如圖1所示：在音頻數(shù)據(jù)存儲模塊的輸出端通過輸入緩沖區(qū)連接一個處理器，所述處理器的輸出通過輸出緩沖區(qū)連接一個音頻數(shù)據(jù)數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊，所述處理器還連接有一個APE硬件加速器。處理器完成提取頭信息、熵解碼和中/邊值解碼，APE硬件加速器完成預(yù)測濾波。音頻數(shù)據(jù)存儲模塊存放著對原始聲音進行APE編碼的比特流。音頻數(shù)據(jù)數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊完成對APE解碼數(shù)據(jù)流的模擬轉(zhuǎn)換。

所述的處理器的主要任務(wù)是：操作輸入輸出緩沖區(qū)，調(diào)用其它各模塊協(xié)同工作。其中，輸入輸出緩沖區(qū)均由處理器提供接口。輸入緩沖區(qū)中放的數(shù)據(jù)為原始APE編碼比特流，輸出緩沖區(qū)中將存放的數(shù)據(jù)為通過處理器和APE硬件加速器解碼出來的PCM數(shù)據(jù)，代表了聲音的振幅。通過調(diào)用處理器控制模塊來完成PCM數(shù)據(jù)輸送到音頻數(shù)據(jù)數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊輸出模擬聲音。

如圖2所示，所述APE專用硬件加速器包括算數(shù)邏輯單元、存儲預(yù)測濾波器參數(shù)的RAM、控制數(shù)據(jù)運算流程的狀態(tài)機和數(shù)據(jù)接口；所述算數(shù)邏輯單元與RAM相互連接，所述算數(shù)邏輯單元通過所述數(shù)據(jù)接口與處理器連接，所述狀態(tài)機的輸出端分別連接所述數(shù)據(jù)接口和算數(shù)邏輯單元。

預(yù)測濾波是在APE專用硬件加速器里完成的，熵解碼完成的數(shù)據(jù)流輸入到APE專用硬件加速器里，根據(jù)RAM里的參數(shù)對數(shù)據(jù)流進行相應(yīng)的預(yù)測濾波。APE硬件加速器里的RAM存儲從碼流信息提取出的預(yù)測濾波器相關(guān)參數(shù)和輸出輸入延遲，供進入APE硬件加速器的數(shù)據(jù)流預(yù)測濾波使用。

中/邊值解碼是在處理器里完成的，預(yù)濾波完成的數(shù)據(jù)流輸入到處理器進行中/邊值解碼，中/邊值解碼完成的數(shù)據(jù)流輸入到音頻數(shù)據(jù)數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊里，最終完成APE音頻數(shù)據(jù)的解碼工作。

處理器完成頭信息的提取、熵解碼和中/邊值解碼部分，處理器通過系統(tǒng)接口與APE硬件加速器進行數(shù)據(jù)交互，并控制兩部分高效流水工作，同時，由于處理器與硬件加速器可以以點為單位進行數(shù)據(jù)交互，從而避免了使用大塊的存儲空間進行數(shù)據(jù)緩沖。

頭信息解碼部分完成提取碼流信息(采樣率，壓縮版本，壓縮級別等)和標(biāo)簽信息(標(biāo)題，專輯，流派等)等。熵解碼部分根據(jù)頭信息提取出來的碼流信息對每一幀數(shù)據(jù)流進行相應(yīng)的解碼。