数字媒体技术的产生与发展,大大提高了人们的生活质量,但随着新型技术的不断提出,涉及的运算量越来越大。为了满足数字媒体对实时性的基本要求,有必要对各种数据处理技术进行不断优化。特别值得注意的是不同的实现方式对实时性有明显影响。本文针对数字媒体技术中音频处理方面运算量较大的AC-3解码,研究了AC-3音频解码器的多种实现方式。考虑到在嵌入式领域应用的多样性,采用松耦合的软硬件协同思想,基于以PowerPC处理器为核心的SOPC系统进行了AC-3音频的软硬件协同解码实现。硬件加速器与系统的连接分别采用了普通的PLB接口和PowerPC中协处理器专用的APU(Auxiliary Processor Unit)接口两种方式,对整体解码效果的提升以及两种接口的效果对比进行了测试。本文的主要工作主要包括以下几个方面:首先确定了以PowerPC处理器为核心的SOPC硬件系统结构,对其中的PowerPC处理器、PLB总线、Flash控制器等硬核模块进行了功能特性与配置使用方法的研究分析,对Σ-Δ音频DAC模块进行了必要的设计与封装、验证,并在Xilinx的XPS软件工具中完成了硬件系统搭建。为了实现硬件加速器与PowerPC的高效数据通信,研究了PowerPC处理器中的协处理器专用接口——APU接口。分析了APU接口的信号定义、指令结构、指令执行以及工作时序,掌握了APU的挂接与配置方法。接着基于PC机完成了AC-3解码工程的调试验证,并将工程移植到SOPC中进行了AC-3解码的实现。通过性能评估测试,发现运算密集型模块(IMDCT部分)耗时较大。改用软硬件协同实现时,可将此部分硬件实现。最后,选择了一种合适的IMDCT硬件加速器,分别针对APU接口和PLB接口进行了封装。挂接到SOPC硬件系统后,经过相应的配置与软件修改,实现了AC-3音频的软硬件协同解码。经过性能评估测试发现,与纯软件解码相比,采用APU接口的软硬件协同实现方式的解码提高了16%的解码效率;与PLB接口的软硬件协同解码器对比,采用APU接口的解码器每帧处理时间减少了0.11ms,数据通信部分提高了25%的效率。