پیاده سازی بلادرنگ کدک صحبت استاندارد G.728  بر روی پردازنده TMS320C5402

 

چکیده:

 

کدک صحبت استاندارد G.728 ، یک کدک کم تاخیر است که صحبت با کیفیت عالی را در نرخ بیت 16 kbps ارائه می دهد و برای شبکه های تلفن ماهواره ای و اینترنت و موبایل که به تاخیر زیاد حساس هستند ، مناسب است. در این رساله به پیاده سازی بلادرنگ اینکدر و دیکدر  G.728 بصورت دوطرفه کامل ( Full Duplex ) بر روی پردازنده TMS320C5402 می پردازیم .

 

روشی ترکیبی برای برنامه نویسی TMS ارائه می شود که در آن  زمان وپیچیدگی برنامه نویسی نسبت به برنامه نویسی دستی به 30%  کاهش می یابد . در این روش پس از برنامه نویسی و شبیه سازی ممیزثابت الگوریتم کدک به زبان C ، با استفاده از نرم افزار  ( Code Composer Studio ) CCS ، برنامه به زبان اسمبلی ترجمه شده و بهینه سازی دستی در کل کد اسمبلی صورت می گیرد . سپس بعضی از توابع مهم برنامه از نظر MIPS ، بصورت دستی به زبان اسمبلی بازنویسی می شوند تا برنامه بصورت بلادرنگ قابل اجرا گردد . در پایان نتایج این پیاده سازی ارائه می شود .

 

فهرست

 

- مقدمه                                                                                                          4

 

فصل 1 : بررسی و مدل سازی سیگنال صحبت                                                            

 

          1-1- معرفی سیگنال صحبت                                                                        6

 

          1-2- مدل سازی پیشگویی خطی                                                                 10

 

                   1-2-1- پنجره کردن سیگنال صحبت                                                     11

 

                   1-2-2- پیش تاکید سیگنال صحبت                                                      13

 

                   1-2-3- تخمین پارامترهای LPC                                               14

 

 

 

فصل 2 : روش ها و استانداردهای کدینگ صحبت

 

          2-1- مقدمه                                                                                  15

 

          2-2- روش های کدینگ                                                                    19

 

                   2-2-1- کدرهای شکل موج                                                      21

 

                   2-2-2- کدرهای صوتی                                                           22         

                   2-2-3- کدرهای مختلط                                                           24

 

                   الف- کدرهای مختلط حوزه فرکانس                                              27

 

                   ب- کدرهای مختلط حوزه زمان                                                   29

 

 

 

فصل 3 : کدر کم تاخیر LD-CELP                                                             

 

          3-1- مقدمه                                                                                  34

 

          3-2- بررسی کدرکم تاخیر LD-CELP                                                36

 

                   3-2-1- LPC معکوس مرتبه بالا                                                39

 

                   3-2-2- فیلتر وزنی شنیداری                                                    42

 

                   3-2-3- ساختار کتاب کد                                                         42

 

                   3-2-3-1- جستجوی کتاب کد                                                  43

 

                   3-2-4- شبه دیکدر                                                                45

 

                   3-2-5- پست فیلتر                                                               46

 

فصل 4 : شبیه سازی ممیزثابت الگوریتم به زبان C                                                   

 

          4-1- مقدمه                                                                                     49

 

          4-2- ویژگی های برنامه نویسی ممیزثابت                                                 50

 

          4-3- ساده سازی محاسبات الگوریتم                                                      53

 

                   4-3-1- تطبیق دهنده بهره                                                       54

 

                   4-3-2- محاسبه لگاریتم معکوس                                                 58

 

          4-4- روندنمای برنامه                                                                       59

 

                   4-4-1- اینکدر                                                                     63

 

                   4-4-2- دیکدر                                                                     69

 

فصل 5 : پیاده سازی الگوریتم برروی DSP                           

 

          5-1- مقدمه                                                                                  74

 

          5-2- مروری بر پیاده سازی بلادرنگ                                                      75

 

          5-3- چیپ های DSP                                                                     76

 

                   5-3-1- DSP های ممیزثابت                                                    77

 

                   5-3-2- مروری بر DSP های خانواده TMS320                            78

 

                   5-3-2-1- معرفی سری TMS320C54x                                   79

 

          5-4- توسعه برنامه بلادرنگ                                                                81

 

          5-5- اجرای برنامه روی برد توسعه گر C5402 DSK                                82

 

                   5-5-1- بکارگیری ابزارهای توسعه نرم افزار                                     84

 

                    5-5-2- استفاده از نرم افزارCCS                                              86

 

                    5-5-3- نتایج پیاده سازی                                                        94

 

          5-6- نتیجه گیری و پیشنهاد                                                              97

 

- ضمائم

 

   - ضمیمه (الف) : دیسکت برنامه های شبیه سازی ممیز ثابت به زبان C و پیاده سازی کدک به زبان اسمبلی        

                              - ضمیمه (ب) : مقایسه برنامه نویسی C و اسمبلی                                             

 

- مراجع                                                                                                                      103