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随着多媒体和通信技术的飞速发展,人们对多媒体应用的需求日异增长。在这种需求的推动下,MP3(MPEG1-LAYER3)音频标准已经得到广泛的应用。通过使用MP3编码技术,可以得到大约以12:1压缩的有损音乐信号。尽管MP3音乐是有损的,它在压缩过程中对功率谱较弱的信号有所丢失,但它同原声区别不大,并不影响一般音乐爱好者对音乐的欣赏。MP3大大缩小了声音文件的长度,使音乐的存储和传输更方便。由于便携式MP3播放器有体积小、重量轻、连续播放时间长等优点,越来越得到音乐爱好者的青睐,它正在逐渐走入每个人的生活。
对于便携式MP3目前的设计基本上分为三种:基于专用解码芯片、基于DSP或基于ARM芯片。本设计基于TI近年来推出的具有独特的双核架构的OMAP(开放式多媒体应用平台)处理器,它的市场定位是下一代移动通信终端和便携的多媒体娱乐设备,应用前景极为广阔。本设计硬件平台使用的核心芯片0MAP5910将一个ARM9精简指令处理器和TI C55x高性能、低功耗DSP相结合,具有强劲的移动多媒体性能及扩展性。软件系统中,处理器MPU端移植了嵌入式LINUX操作系统并使用FLTK工具包开发了基于MicroWindows的图形用户界面,应用程序通过调用DSP驱动程序实现对整个MP3音频解码过程的控制;DSP端采用DSP/BIOS组织程序代码,解码算法可以支持固定比特率和可变比特率的MP3数字音频的高效解码。在整个MP3的播放过程中,ARM端负责图形界而的显示、MP3文件的打开及向DSP映射待解码数据;具有数字信号处理优势的DSP则担负解码及输出的任务。经过对整个平台的优化后,对固定比特率和可变比特率的三个MP3文件的播放进行测试,每个文件解码帧率都在78帧/秒以上,完全满足实时播放的要求。
本文首先描述了MP3文件的结构和解码算法,然后对播放机的软硬件平台设计做以介绍,重点讲解了MP3解码在该平台上的具体实现和优化过程。最后对该设计进行了评测和总结。