MPEG-2 音訊編碼
MPEG-2先進音訊編碼理論在ARM處理器之實現
摘 要
MPEG-2 Advanced Audio Coding (MPEG-2 AAC)是由Moving Picture Experts Group (MPEG)所發展的音訊壓縮標準,其主要是利用感官式音訊編碼(Perceptual Audio Coding)技術作為其主要的架構,提供多聲道高品質的環場音效。 ISO國際標準組織已在1997年4月將AAC制訂為國際標準(ISO 13818-7)。AAC捨棄與MPEG-1/2 Audio的相容性。沒有向後相容的限制,它可以改善編碼時的效率。AAC的壓縮架構主要是根據MPEG-1/2 Layer-3的架構,經過一些修改,另外增加一些新的壓縮機制,使其在高壓縮率時能維持聲音的音質。根據MPEG官方測試,96kbps AAC比128kbps MP3有更好的聲音品質。目前我們已在,ARM7 32位元處理器上實現 AAC 即時解碼器。
 
內 容
近年來MP3音訊壓縮標準,已經在市面上被廣泛的使用,而新的一代MPEG-2 AAC壓縮標準,提供比MP3更高的壓縮率,在相同的音質下產生容量更小的檔案,便於網路傳輸及儲存。此外,相較於MP3的雙聲道,AAC可提供多聲道的立體聲環場音效。AAC目前已經應用於日本及美國的數位廣播系統,新一代的數位隨身聽都已推出可支援AAC播放的產品,我們可預期未來AAC將可取代MP3成為市場的主流。由於ARM處理器目前廣泛使用於許多SOC產品的應用,例如:PDA產品及IA家電的核心處理器等。為了節省發展的成本,我們結合AAC先進的音訊編碼標準及ARM產品,將AAC標準在ARM處理器上實現,可供未來整合於SOC產品中。目前,我們已完成在ARM7 TDMI處理器上可即時解碼的AAC解碼器,其可支援單聲道、雙聲道及5.1聲道播放,可支援AAC標準定義的取樣頻率(sampling rate)及碼率(bit rate)。我們所使用的ARM系統如下:
我們所使用的是ARM7 TDMI發展環境,其軟、硬體的溝通方式如下:
利用PC透過ARM Multi-ICE與ARM發展板做溝通與資料傳輸。

在ARM硬體架構部分,包括了ARM7 TDMI core module、Integrator/AP motherboard、Multi-ICE、ATX power四個部分。連接方式如下圖:

成 果
將我們所完成的AAC解碼器與ARM產品比較:

我們需要較少的記憶體容量,不過在速度上稍慢。然而在ARM7 TDMI處理器上能然可以達到即時解碼的效果。此外我們的解碼器可支援Mono, Stereo, 5.1 channel三種格式,但ARM解碼器僅可支援Mono, Stereo channel。