MPEG音频作为一种国际标准,已经在高清晰度电视、多媒体技术领域以及数字音频广播领域中获得了广泛的应用。本文以数字电视信源集成解码芯片中的音频解码为设计目标,在深入研究音频解码算法并对其进行改进的基础上,设计了两种音频解码器:一种是基于定点DSP软件实现方式,另一种则是全硬件实现。本文对这两种方法进行了深入研究,并完成了两种解码器产品的开发。 目前国际上通用的编码标准有MPEG-1,MPEG-2,MPEG-AAC和AC-3等,而应用在数字电视主流制式中的音频压缩标准是:欧洲DVB标准中的MPEG-2 audio layerⅠ,layerⅡ:美国ATSC标准中的AC-3以及E-AC-3。本文在研究DVB音频算法标准的基础上,分析了MPEG标准中所建议的子带综合滤波算法的缺陷,通过对标准附录中的常系数表对称性进行了优化,对滤波器组的流程简化,使得中间向量的存储量下降一半以上。本文在研究DCT快速算法的基础上,比较了32点DCT分解和利用余弦函数特性两种快速计算DCT的方法。两者均能实现使运算量减少为原来的一半,后者实现起来更简单。此外,标准定义的解组算法中有频繁的除法和取模运算,在硬件设计中将占用很多资源,因此文中针对除数特性采用了迭代计算替换除法单元。 DSP作为一种高性能处理器,目前已经广泛应用在多媒体设计中。本文介绍基于Ti DM642 DSP的音频解码实现方法。先用全精度描述音频解码算法,再对其进行有限精度的定点化改造。本文在对一些有代表性的码流进行音质测评的基础上,计算了定点程序的解码信噪比。然后描述了DM642结构和针对该DSP评估板的开发移植程序方法,最终在该开发板上实现了音频实时解码和播放。 完成软件实现后,作者进行了基于DVB标准的MPEG-SoC芯片中全硬件音频解码器的开发。文中从介绍了DVB标准规定的目标解码器的指标开始,划分了音频解码硬件框图,并设计了电路图。然后用硬件描述语言对该设计进行描述,在VCS和Modelsim两种仿真工具下通过了该设计的验证后,在Altera FPGA下载程序通过。并通过了亚洲3号卫星的200多个电台的码流测试。文章最后提出了为兼容AC-3解码采用的方案。