Linux下ColdFire片内SRAM的应用程序优化设计 01 应用程序, 音频驱动, 处理器, 解码器, 嵌入式

samwalton

　本文以MP3解码器为例，介绍了一种在嵌入式Linux系统下配置使用处理器片内SRAM的应用方案，有效提高了代码的解码效率，降低了执行功耗。该方案不论在性能还是成本上都得到了很大改善。
　　1 硬件平台和软件架构
　　硬件平台采用Freescale公司的MCF5329EVB开发板。终端硬件包括ColdFire5329处理器、32 KB的片内SRAM、1 800×600矩阵LCD显示屏、9×3阵列矩阵键盘、I2S音频解码芯片、64 MB的SDRAM、10／100M以太网接口，以及3个UART接口。软件构架如图1所示，主要包括MP3解码器、音频驱动、键盘驱动和用户图形界面(GUI)等模块。采用μClinux作为操作系统。μClinux针对嵌入式应用的特点作了较大的简化和修改，支持多种文件系统和多任务处理，而且具有相对完整的网络体系协议，因而特别适合嵌入式应用。

　　2 MP3解码算法分析
　　本文选用MP3解码程序作为方案验证代码。MPEG-1／2 Audio Layer 3是专门针对音乐和语音数据设计的有损压缩算法。该算法的解码过程比较复杂，主要包括反向修正离散余弦变换(IMDCT)、逆量化、Huffman解码、子带综合等功能模块。读入一段MP3数据后，首先要检测数据流中的同步字，以确定一帧数据的开始；然后提取帧头信息，特别是解码所需要的一些参数，同时分离出帧边信息和主数据；之后对边信息数据解码得到Huffman解码信息和逆量化信息，再经过重新排序、立体声处理、反混叠处理、IMDCT变换和子带综合滤波器组后，就可以得到PCM输出。
　　MP3解码流程如图2所示。大致分为两个阶段，即数据流控制阶段和数值计算阶段。数据流控制阶段包括帧同步、边带信息解码和Huffman解压缩等过程。其中，Huffman解压缩是对编码数据进行操作，其他过程则是对帧控制部分进行操作。