[实用新型]一种APE音频解码器

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种APE音频解码器，属于数字音频技术领域。

背景技术

APE是目前流行的数字音乐文件格式之一，与MP3这类有损压缩方式不同，APE是一种无损压缩音频技术，也就是说当你将从音频CD上读取的音频数据文件压缩成APE格式后，你还可以再将APE格式的文件还原，而还原后的音频文件与压缩前的一模一样，没有任何损失。APE的文件大小大概为CD的一半，APE音频格式以其高质量的无损音质正受到越来越多朋友的喜爱。

尽管有各种音频处理芯片支持APE音频解码，但是它们却因采用纯软件解码的方法，使得解码功率很高，制约芯片在低端市场的推广，如果将解码算法采用软硬结合的方法在低频率低功耗下实时解码，那么将使得在低端CPU/DSP的系统解码APE成为可能。

发明内容

本实用新型的目的是克服现有技术中存在的不足，提供一种APE音频解码器，采用软硬结合的方法比纯软件解码降低了功耗。

按照本实用新型提供的技术方案，所述APE音频解码器包括处理器和APE硬件加速器；所述APE专用硬件加速器包括算数逻辑单元、存储预测滤波器参数的RAM、控制数据运算流程的状态机和数据接口；所述算数逻辑单元与RAM相互连接，所述算数逻辑单元通过所述数据接口与处理器连接，所述状态机的输出端分别连接所述数据接口和算数逻辑单元。

所述处理器采用CPU或DSP。

本实用新型的优点是：通过在解码芯片里内嵌一个APE专用硬件加速器，只需要在20MHz工作频率下解决APE算法中最主要的预测滤波；使用APE硬件加速器，处理器只用40MHz左右的工作频率下就能完成解码，从而实现低频低功耗实时解码；这种软硬结合的方法在功耗方面比纯软件解码降低了80％左右。

附图说明

图1是APE实时解码系统框图。

图2是APE硬件加速器的结构框图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。

如图1所示：在音频数据存储模块的输出端通过输入缓冲区连接一个处理器，所述处理器的输出通过输出缓冲区连接一个音频数据数模转换模块，所述处理器还连接有一个APE硬件加速器。处理器完成提取头信息、熵解码和中/边值解码，APE硬件加速器完成预测滤波。音频数据存储模块存放着对原始声音进行APE编码的比特流。音频数据数模转换模块完成对APE解码数据流的模拟转换。

所述的处理器的主要任务是：操作输入输出缓冲区，调用其它各模块协同工作。其中，输入输出缓冲区均由处理器提供接口。输入缓冲区中放的数据为原始APE编码比特流，输出缓冲区中将存放的数据为通过处理器和APE硬件加速器解码出来的PCM数据，代表了声音的振幅。通过调用处理器控制模块来完成PCM数据输送到音频数据数模转换模块输出模拟声音。

如图2所示，所述APE专用硬件加速器包括算数逻辑单元、存储预测滤波器参数的RAM、控制数据运算流程的状态机和数据接口；所述算数逻辑单元与RAM相互连接，所述算数逻辑单元通过所述数据接口与处理器连接，所述状态机的输出端分别连接所述数据接口和算数逻辑单元。

预测滤波是在APE专用硬件加速器里完成的，熵解码完成的数据流输入到APE专用硬件加速器里，根据RAM里的参数对数据流进行相应的预测滤波。APE硬件加速器里的RAM存储从码流信息提取出的预测滤波器相关参数和输出输入延迟，供进入APE硬件加速器的数据流预测滤波使用。

中/边值解码是在处理器里完成的，预滤波完成的数据流输入到处理器进行中/边值解码，中/边值解码完成的数据流输入到音频数据数模转换模块里，最终完成APE音频数据的解码工作。

处理器完成头信息的提取、熵解码和中/边值解码部分，处理器通过系统接口与APE硬件加速器进行数据交互，并控制两部分高效流水工作，同时，由于处理器与硬件加速器可以以点为单位进行数据交互，从而避免了使用大块的存储空间进行数据缓冲。

头信息解码部分完成提取码流信息(采样率，压缩版本，压缩级别等)和标签信息(标题，专辑，流派等)等。熵解码部分根据头信息提取出来的码流信息对每一帧数据流进行相应的解码。