本文關(guān)鍵詞：骨傳導(dǎo)語(yǔ)音增強(qiáng)SoC的可重構(gòu)流水線協(xié)處理器設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：在實(shí)際應(yīng)用中,骨傳導(dǎo)設(shè)備容易混入因設(shè)備振動(dòng)而產(chǎn)生的噪聲,影響人們使用骨傳導(dǎo)設(shè)備的聽覺效果和產(chǎn)生疲勞。在骨傳導(dǎo)設(shè)備中使用語(yǔ)音增強(qiáng)技術(shù)能有效降低語(yǔ)音在傳輸過程中因設(shè)備的振動(dòng)引入的噪音,提高骨傳導(dǎo)設(shè)備的使用效果。本文較深入研究了骨傳導(dǎo)語(yǔ)音增強(qiáng)可重構(gòu)So C的可重構(gòu)流水線協(xié)處理器設(shè)計(jì)技術(shù)。完成的主要研究工作和取得的研究成果包括以下四個(gè)方面:一、分析研究了基于單通道的骨傳導(dǎo)語(yǔ)音增強(qiáng)算法的數(shù)據(jù)流圖和控制流圖,提取了該領(lǐng)域算法計(jì)算密集型程序模塊的循環(huán)流水模式和次數(shù)、運(yùn)算操作類型、數(shù)據(jù)相關(guān)性等計(jì)算特征,為可重構(gòu)So C的可重構(gòu)流水線協(xié)處理器的應(yīng)用定制設(shè)計(jì)和可重構(gòu)編譯的開發(fā),提供了依據(jù),奠定了基礎(chǔ)。二、設(shè)計(jì)了一種面向骨傳導(dǎo)語(yǔ)音增強(qiáng)處理算法的可重構(gòu)So C體系結(jié)構(gòu)方案�？芍貥�(gòu)So C的可重構(gòu)協(xié)處理器采用可重構(gòu)流水線結(jié)構(gòu),可重構(gòu)開關(guān)網(wǎng)絡(luò)采用可重構(gòu)開銷很小的多路選擇器開關(guān)網(wǎng)絡(luò)。可重構(gòu)流水線的可重構(gòu)處理單元的運(yùn)算操作指令集以及流水線的條數(shù),根據(jù)單通道骨傳導(dǎo)語(yǔ)音增強(qiáng)算法的應(yīng)用計(jì)算性能需求進(jìn)行定制�？芍貥�(gòu)流水線協(xié)處理器體系結(jié)構(gòu)具有主要結(jié)構(gòu)和功能參數(shù)可選擇配置、規(guī)�？蓴U(kuò)展等特點(diǎn),對(duì)各種骨傳導(dǎo)語(yǔ)音增強(qiáng)算法具有良好的適應(yīng)性。三、針對(duì)應(yīng)用定制可重構(gòu)流水線支持多種數(shù)據(jù)流計(jì)算模式的特點(diǎn),使用普通寄存器文件做數(shù)據(jù)緩存和配置信息緩存時(shí)效率低問題,提出了一種基于多功能寄存器文件的高速緩存系統(tǒng)技術(shù)設(shè)計(jì)方案。多功能寄存器文件具有傳統(tǒng)寄存器文件、堆、棧的綜合功能,既高效支持堆棧式數(shù)據(jù)流的連續(xù)讀/寫計(jì)算緩存模式,又高效支持?jǐn)?shù)據(jù)流的循環(huán)流水計(jì)算緩存模式。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,多功能寄存器文件占用的芯片面積與已有的二輸入四輸出寄存器文件和堆棧式寄存器堆的面積有所減少,但是支持可重構(gòu)流水線運(yùn)行矩陣乘和FFT等數(shù)據(jù)密集型計(jì)算的性能有明顯提升。四、使用Verilog HDL硬件編程語(yǔ)言對(duì)可重構(gòu)流水線協(xié)處理器進(jìn)行了RTL級(jí)的建模,并使Quartus II軟件工具,實(shí)現(xiàn)了可重構(gòu)流水線協(xié)處理器在FPGA芯片EP3C55F484上的硬件綜合模擬和仿真分析。然后,將FFT、矩陣乘、一階平滑濾波等算法子程序人工編譯映射到可重構(gòu)流水線協(xié)處理器的FPGA硬件模型上運(yùn)行。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,可重構(gòu)流水線協(xié)處理器的FPGA硬件模型運(yùn)行多種典型的語(yǔ)音增強(qiáng)算法的計(jì)算密集型程序模塊均可滿足應(yīng)用性能要求,具有良好的適用性。
【關(guān)鍵詞】：可重構(gòu)流水線協(xié)處理器 語(yǔ)音增強(qiáng) 數(shù)據(jù)流圖 數(shù)據(jù)通路 多功能寄存器文件
【學(xué)位授予單位】：國(guó)防科學(xué)技術(shù)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TN912.35;TN47
【目錄】：

• 摘要9-10
• ABSTRACT10-12
• 第一章 緒論12-19
• 1.1 課題研究背景12-14
• 1.2 相關(guān)技術(shù)的研究發(fā)展現(xiàn)狀14-17
• 1.2.1 骨傳導(dǎo)語(yǔ)音增強(qiáng)發(fā)展現(xiàn)狀14-15
• 1.2.2 可重構(gòu)技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀15-16
• 1.2.3 語(yǔ)音增強(qiáng)的硬件系統(tǒng)研究現(xiàn)狀16-17
• 1.3 本文的主要工作17-18
• 1.4 本文的組織結(jié)構(gòu)18-19
• 第二章 骨傳導(dǎo)語(yǔ)音增強(qiáng)算法特征分析19-36
• 2.1 譜減法20-25
• 2.1.1 算法原理20-21
• 2.1.2 基于Mat Lab模擬實(shí)驗(yàn)結(jié)果21-22
• 2.1.3 算法的計(jì)算特征分析22-25
• 2.2 基于非穩(wěn)態(tài)噪聲估計(jì)的維納濾波算法25-30
• 2.2.1 算法原理25-27
• 2.2.2 基于Mat Lab模擬實(shí)驗(yàn)結(jié)果27-28
• 2.2.3 算法的計(jì)算特征分析28-30
• 2.3 基于字典訓(xùn)練的語(yǔ)音增強(qiáng)算法30-35
• 2.3.1 算法原理30-31
• 2.3.2 基于Mat Lab模擬實(shí)驗(yàn)結(jié)果31-33
• 2.3.3 算法的計(jì)算特征分析33-35
• 2.4 本章小結(jié)35-36
• 第三章 基于可重構(gòu)流水線的可重構(gòu)SoC體系結(jié)構(gòu)36-50
• 3.1 基于ACRP的可重構(gòu)SoC組成結(jié)構(gòu)36-38
• 3.2 嵌入式微處理器設(shè)計(jì)38-39
• 3.3 可重構(gòu)流水線線協(xié)處理器設(shè)計(jì)39-44
• 3.3.1 應(yīng)用定制可重構(gòu)流水線體系的結(jié)構(gòu)39-40
• 3.3.2 應(yīng)用定制可重構(gòu)流水線設(shè)計(jì)40-44
• 3.4 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)系統(tǒng)及交換方式44-46
• 3.4.1 主存儲(chǔ)器設(shè)計(jì)44-45
• 3.4.2 共享總線控制器設(shè)計(jì)45-46
• 3.5 可重構(gòu)開關(guān)網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)46-47
• 3.6 可重構(gòu)流水線協(xié)處理器工作原理47-49
• 3.7 本章小結(jié)49-50
• 第四章 基于多功能寄存器文件的高速緩存系統(tǒng)設(shè)計(jì)50-58
• 4.1 引言50-51
• 4.2 多功能寄存器文件的高速數(shù)據(jù)緩存設(shè)計(jì)51-56
• 4.1.1 多功能寄存器文件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)51-52
• 4.1.2 功能寄存器文件的工作原理52-53
• 4.1.3 多功能寄存器文件的時(shí)序分析53-54
• 4.1.4 實(shí)驗(yàn)54-56
• 4.3 多功能寄存器文件的高速配置信息緩存設(shè)計(jì)56-57
• 4.4 本章小結(jié)57-58
• 第五章 可重構(gòu)流水線協(xié)處理器的建模與模擬實(shí)驗(yàn)58-70
• 5.1 引言58
• 5.2 可重構(gòu)流水線協(xié)處理器的建模方法58-64
• 5.2.1 配置信息的生成方法58-61
• 5.2.2 可重構(gòu)協(xié)處理器的Verilog HDL模型設(shè)計(jì)61-64
• 5.3 可重構(gòu)流水線協(xié)處理器模擬實(shí)驗(yàn)64-68
• 5.3.1 可重構(gòu)流水線協(xié)處理器的RTL級(jí)功能模擬驗(yàn)證64-65
• 5.3.2 可重構(gòu)流水線協(xié)處理器FPGA模型生成與模擬驗(yàn)證65-68
• 5.4 可重構(gòu)流水線協(xié)處理器的模擬實(shí)驗(yàn)分析68-69
• 5.5 小結(jié)69-70
• 結(jié)束語(yǔ)70-72
• 致謝72-74
• 參考文獻(xiàn)74-78
• 作者在碩士研究生學(xué)習(xí)期間獲得的學(xué)術(shù)成果78

【相似文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：445329