基于DSP的G．729語(yǔ)音編解碼器設計
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所謂零開(kāi)銷(xiāo)循環(huán)是指處理器在執行循環(huán)時(shí)，不用在循環(huán)終止的判斷、循環(huán)的跳轉及循環(huán)計數器的遞減上額外花費時(shí)間。但這就要求編譯器必須知道初始值、更新和結束條件；循環(huán)體內部不能調用函數；循環(huán)體內不能包含break語(yǔ)句；循環(huán)表達式中不能含有隨循環(huán)體中的條件變化而變化的循環(huán)變量；循環(huán)計數應該遞減等。為了實(shí)現零開(kāi)銷(xiāo)循環(huán)，本文對標準C代碼進(jìn)行了大量?jì)?yōu)化，如在文件Qua_lsp．c中有如下循環(huán)：
優(yōu)化前后本段代碼所消耗的時(shí)鐘周期數對比見(jiàn)表1。本文引用地址：http://dyxdggzs.com/article/150672.htm
3．2．4 使用DSPLIB庫優(yōu)化
TMS320C54X系列提供的通用數字信號處理算法庫(DSPLIB庫)包含有50多個(gè)通用的信號處理程序，全部由匯編語(yǔ)言編寫(xiě)，并可由C語(yǔ)言調用，方便C語(yǔ)言與匯編語(yǔ)言混合編程。在計算量大、對實(shí)時(shí)性要求又高的G．729中調用DSPLIB庫函數，對于提高代碼效率具有很大的意義。
DSPLIB幾乎包括了當前已經(jīng)成熟的數字信號處理的大部分算法。如：FFT運算、濾波與卷積運算、自適應濾波運算、相關(guān)運算、數學(xué)函數運算、三角函數運算、矩陣運算等。
3．2．5 指針尋址
在G．729算法中包含了大量數組元素的存取操作，ITU提供的標準代碼直接對數組進(jìn)行操作，使得浪在地址計算上的時(shí)間開(kāi)銷(xiāo)很大。若對數組采用指針尋址方式，可節省很多時(shí)間。而通常情況下數組又都應用在循環(huán)內部，指針尋址方式更加凸顯出了它的必要性。
除了以上幾種優(yōu)化方法外，使用內聯(lián)函數，合理利用暫存器，使用宏定義等也都對代碼的優(yōu)化起到很好的作用。
4 測試結果及性能分析
利用CCS提供的性能分析工具(profiler)對優(yōu)化前后的代碼進(jìn)行分析，在TMS320VC5416上實(shí)現一幀數據編碼所用的時(shí)間分別為96 ms與8 ms，其中TMS320VC5416的CPU時(shí)鐘頻率為160 MHz。對幾個(gè)主要函數優(yōu)化前后的運行時(shí)間進(jìn)行比較，對比如表2所示。
分析結果表明，優(yōu)化后的時(shí)間比優(yōu)化前大大縮短，并嚴格控制在了10 ms以?xún)?，保證了系統的實(shí)時(shí)性。同時(shí)，將原始語(yǔ)音和重建語(yǔ)音的語(yǔ)音波形進(jìn)行對比，如圖4所示。觀(guān)察對比波形可知，編碼前后語(yǔ)音波形差別很小，重建語(yǔ)音基本保持了原始語(yǔ)音的信息。通過(guò)主觀(guān)聽(tīng)覺(jué)測試，重建語(yǔ)音清晰易懂，質(zhì)量較高，MOS主觀(guān)評分在4．0以上，并且整個(gè)系統運行穩定。
5 結語(yǔ)
本文實(shí)現了基于DSP的語(yǔ)音編譯碼器設計，該設計對ITU提供的G．729源代碼進(jìn)行了算法精簡(jiǎn)和代碼優(yōu)化，優(yōu)化后的代碼具有編碼效率高、占用資源少、實(shí)時(shí)性強等優(yōu)點(diǎn)。與源代碼相比，它的編碼效率提高了10倍以上，克服了源代碼難以應用在實(shí)時(shí)語(yǔ)音通信系統的缺點(diǎn)。
目前，該設計已經(jīng)應用在本實(shí)驗室的語(yǔ)音通信實(shí)驗系統中，與傳統語(yǔ)音實(shí)驗系統相比，為學(xué)生提供了更先進(jìn)的語(yǔ)音編碼實(shí)驗，模塊化的軟件設計也更適合學(xué)生的參與。同時(shí)，該系統采用通用的DSP硬件平臺，具有可擴展性強的特點(diǎn)，可實(shí)現多種語(yǔ)音編碼算法，為學(xué)生自主性學(xué)習提供了良好的條件。
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