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基于Nios Ⅱ的MP3解码研究与实现

作　者: 欧阳路河
导　师: 刘毅
学　校: 西安电子科技大学
专　业: 微电子学与固体电子学
关键词: Nios II 处理器 valon总线 MP3解码 SOPC技术
分类号: TN912.2
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 123次
引　用: 1次
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内容摘要

本文首先介绍Nios II 处理器的组成结构和特征,阐述Avalon总线模型结构和其解决总线传输瓶颈的方法。然后,深入分析了MP3解码的整体流程和详细算法。在此基础上,采用SOPC技术,以Nios II软核处理器为控制中心,通过SOPC Builder开发工具构建处理器硬件系统,并利用FPGA开发板丰富的外围设备实现MP3解码和控制等功能。在软件上,对MP3解码程序的主要模块进行改进提高运行速度以及建立文件系统方便文件读取。在硬件上,系统从CF卡上读取MP3音频文件,然后通过解码程序进行解码,并输出PCM值,最后通过数模转化器得到模拟的音频信号。实验结果表明模拟音频信号与解码出来的PCM值一致。本文实现了基于Nios II的MP3的解码,可以作为通过FPGA构建的片上网络系统中的计算节点。

全文目录

摘要  3-4
Abstract  4-7
第一章绪论  7-11
  1.1 论文的研究背景和意义  7
  1.2 SOPC技术  7-8
  1.3 论文的主要工作和内容  8-9
  1.4 论文的结构安排  9-11
第二章 Nios II 处理器系统  11-21
  2.1 Nios II 处理器  11-14
    2.1.1 Nios II简介  11
    2.1.2 Nios II的结构组成  11-13
    2.1.3 Nios II的特点  13-14
  2.2 Avalon总线  14-18
    2.2.1 Avalon总线概述  14-15
    2.2.2 Avalon总线模块  15-17
    2.2.3 Avalon总线优势  17-18
  2.3 外围设备  18-19
  2.4 本章小结  19-21
第三章 MP3 编码原理和解码流程  21-33
  3.1 MP3 文件格式  21-23
  3.2 MP3 编码原理  23-25
    3.2.1 MP3 压缩编码的实现基础  23-24
    3.2.2 MP3 编码原理与流程  24-25
  3.4 MP3 解码原理  25-32
    3.4.1 比特流解码  26-27
    3.4.2 反量化  27
    3.4.3 重排序  27-28
    3.4.4 立体声处理  28-29
    3.4.5 频时变换  29-32
  3.5 本章小结  32-33
第四章 SOPC开发流程和软硬件系统平台  33-45
  4.1 SOPC开发流程  33-34
  4.2 SOPC技术硬件系统平台  34-41
    4.2.1 硬件开发工具  35-36
    4.2.2 定制Nios II处理器系统  36-41
  4.3 SOPC技术软件系统平台  41-43
    4.3.1 Nios II IDE  42
    4.3.2 HAL系统库  42-43
  4.4 本章小结  43-45
第五章 MP3 解码实现  45-61
  5.1 MP3 解码系统结构  45-46
  5.2 MP3 主要模块的算法改进  46-49
    5.2.1 子带综合的算法改进  46-47
    5.2.2 IMDCT的算法改进  47-49
  5.3 CF卡设计与实现  49-53
    5.3.1 CF卡的结构  49-50
    5.3.2 CF卡的读写  50-52
    5.3.3 CF卡驱动程序  52-53
  5.4 FatFs文件系统  53-55
  5.5 数模转换  55-58
    5.5.1 DAC904 概述  55
    5.5.2 DAC904 的功能模块  55-57
    5.5.3 音频数字信号转化为模拟信号  57-58
  5.6 解码分析  58-59
    5.6.1 信噪比分析  58
    5.6.2 数模转换分析  58-59
  5.7 本章小结  59-61
第六章总结与展望  61-62
致谢  62-63
参考文献  63-67
附录  67-70

基于Nios Ⅱ的MP3解码研究与实现

内容摘要

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