G.729A声码器在TMS320VC5410上的优化

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Ｇ．２ Ａ声 码嚣在 ７９ Ｔ ３ ０ Ｃ ４ 的优 化 ＭＳ ２ Ｖ ５ １ ０上
■ 兵 器 工业 第 ５ ８研 究 所 左 颢 睿
关键词
Ｇ． ２ Ａ 声 码 器 ７９
ＴＭＳ ２ ＶＣ５ １ 优 化 实现 ３０ ４０
１ Ｇ．２ Ａ声 码 器 和 Ｔ ３ ０ Ｃ ４ ０简 介 ７９ ＭＳ ２ Ｖ ５ １
同 一 个 区块 中 ， ＤＡＲＡＭ 可 以在 １个 周 期 内完 成 ２次读 操 作 或 者 １次 读 和 １次 写操 作 ； ＡＲＡＭ 在 １个 周 期 内 只 能 Ｓ
设 ， Ｍｃｓ 、 Ｉ 。这 些 优 良的特 性使 其 在 嵌 入式 领 域 如 ｂ ｐ ＨＰ 等
得到广泛的使用 。芯片的详细资料请查阅参考文献Ｅ ２ ２。
实 际 的语 音 系统 中得 到 广 泛 应 用 。 １． ＴＭＳ３ ＶＯ５ ０ ２ ２０ ４１
度 和 时 间 复 杂 度是 互 斥 的 ， 算 法 实 现 时 需 要 在 二 者 之 间 在 进 行 取 舍 ， 是 ， 果对 存 储 空 间 进 行 合 理 的 优 化 和 分 配 ， 但 如
１ １ Ｇ． ２ Ａ声 码 器 ． ７９
Ｇ． ２ Ａ 是 国际 电 信 联 盟 Ｉ 最 新 推 出 的语 音 编 码 ７９ ＴＵ
约 ４ ０万个 时 钟周 期 （ ． Ｐ ） 解 码 需 要 ８ ４ ４ ４ ＭＩ Ｓ ， ７万 个 时 钟
周 期 （ ． ７ＭＩＳ ， 用 运 算 能 力 为 １０ＭＩＳ的 Ｃ ４ ０ ０ ８ Ｐ ）使 ０ Ｐ ５ １，
标 准 Ｇ ７ ９的 附件 Ａ。Ｇ ７ ９ 准 使 用 的共 轭 结 构一 数 ．２ ．２ 标 代 码激 励 线 性 预测 （ Ｓ—Ａ Ｅ Ｐ 算 法 与 传 统 的 Ｃ Ｉ Ｃ Ｃ Ｌ） Ｅ 法 Ｐ算 相 比， 增强 了 系统 的 容错 性 ， 低 了算 法 的运 算 复 杂 度 ， 降 减
较 高 的水 平 ， 质 与 码 率 为 ６ ｂ ｓ Ｇ ７ １ 码 标 准 相 音 ４ｋ ｐ 的 ． １ 编 近 。 有 关 该 标 准 的 详 细 介 绍 请 查 阅 参 考 文 献 ［ ］ １。 Ｇ．２ Ａ 在码 率 和编 码 比 特 定 义 上 完 全 兼 容 ， 音 质 只 有 ７９ 在 轻微 下 降 的情 况 下 ， 杂 度 比 Ｇ．２ 复 ７ ９降 低 约 ５ ， 此 在 ０ 因
需 要 约 ５ ３ｍｓ才 能 编解 码 １个 １ ０ ｍｓ帧 ， 能 满 足 实 时 编 不 解 码 的 需 要 ； 时 ， 代 码 编 译 后 高 达 ３ 同 Ｃ ２ Ｋ字 ． 用 了 占 Ｃ ４ ０约 ５ 以 上 的 ＲＡＭ 空 间 ， ５１ Ｏ 给程 序设 计 带 来 很 多 不 便 。因 此 ， 要 将 Ｃ代 码 改 写 为 运 行 效 率 高 ， 需 占用 空 间 小
少 了 对 运 行 空 间 的 需 求 。 Ｇ． ２ ７ ９声 码 器 的 输 入 码 率 为 １ ８ ｋ ｐ ， 法 延 时 为 １ ； 码 器 输 出 码 率 为 ８ｋ ｐ ， ２ ｂ ｓ算 ｍｓ 声 ５ ｂ ｓ 压缩 比 为 １ ６：１ 。经 过 解 码 器 还 原 后 的声 音 质 量 达 到 了
ＤＳ Ｐ开 发 工 具 ＣＣ ． Ｓ２ ０中对 静 态 语 音 的测 试 结 果 表 明 ： 连 续 编 码 ６０ ０帧 的 语 音 数 据 ， 码 １个 １ 帧 平 均 占用 ０ 编 ０ ｍｓ
算 法 的 大 量 运 算 都 是 在 嵌 套 循 环 中 对 变 量 进 行 乘 加
（ ＭＡｃ） 算 的 ， 变 量 放 人 ＤＡＲＡＭ 中 比放 人 Ｓ 运 将 ＡＲＡＭ 中 或 者将 变 量放 人 不 同 的 Ｓ ＡＲＡＭ 区块 中 ． 以 节 省 约 １ 可 倍 的 运 算 时 间 。例 １以 残 差 函 数 （ ｓ ｕ 来 说 明 这 个 Ｒｅｉ ） ｄ
完 成 １ 读 或 １ 写 操 作 ， 是 可 以在 １ 周 期 内对 不 在 次 次 但 个
同一 区块 的 Ｓ ＡＲＡＭ 进 行 １次 读 和 １次 写操 作 。Ｇ． ２ Ａ ７９
２ Ｇ．２ Ａ算 法 的 优 化 实现 ７９
根 据 Ｉ Ｕ 提 供 的 Ｇ． ２ Ａ 算 法 的 标 准 Ｃ 代 码 ， Ｔ ７９ 在
Ｔ ３ Ｏ ｃ ４ ０ 简 称 “ ５ １ ” 是 性 能 卓 越 的 低 功 ＭＳ ２ Ｖ ５ １ （ Ｃ ４ｏ ）
耗 １ ６位 定 点 ＤＳ 具 有 ｌ Ｏ Ｍ Ｈｚ主 频 ， 令 执 行 时 间 只 Ｐ， Ｏ 指 需 １ ｓ 片上 有 ６ ０ｎ ， ４ Ｋ字 ＲＡＭ ， 且 具 有 丰 富 的 片 上 外 并
就 有 可 能达 到 同时 降 低 空 间复 杂 度 和 实 践 复 杂 度 的效 果 。
本 节 针 对 存储 空 间 的分 配 和优 化 进 行 讨 论 。
２ １ １ 变 量 访 问延 时 的存 储 优 化 ．．
Ｃ ４ ０ 的 片 上 ＲＡＭ 由 双 访 ＤＡＲＡＭ 和 单 访 ５１ Ｓ ＡＭ 组 成 ， 些 ＲＡＭ 又 由多 个 区 块 （ ｌｃ ） 成 。 在 ＡＲ 这 ｂｏ ｋ 组
的 汇 编 代 码 。下 面分 别Байду номын сангаас从 汇 编 程 序 设 计 的存 储 空 间 的 分 配 和 优 化 以 及 代 码 优 化 两 个方 面 来 进 行 说 明 。
２ １ 汇编 实现 的存 储 空 间分 配与 优 化 ．
存 储 空 间 是 ＤＳ Ｐ的 重要 资 源 。在 将 Ｃ代 码 改 写 为 汇 编 代 码 时 ， 要合 理 地 分 配 存 储 空 间 。理 论 上 ， 间 复 杂 需 空