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MPEG-1 Audio Decoder의 고정소수점 구현에 관한 연구

A Study on Fixed-point Implementation of MPEG-1 Audio Decoder

2000 가을 학술발표논문집(Ⅲ), 2000 Oct., 2000년, pp.213 - 215  

김선태 (한국전자통신연구원 인터넷정보가전연구부)

초록
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디지털 신호처리 알고리즘의 구현은 속도나 메모리의 사용측면에서 고정 소수점 구현이 필요하다. 특히, 정수형 연산 프로세서에서는 소프트웨어에 의한 부동 소수점보다는 고정 소수점 구현이 훨씬 성능이 뛰어나다. 디지털 신호처리 알고리즘의 복잡함과 일반 프로세서의 처리능력의 부족으로 이제까지는 신호처리 알고리즘의 실시간 구현을 위하여 대개 전용 프로세서나 디지털 신호처리를 위한 전용 명령어가 하드웨어적으로 구현되어 있는 프로세서를 사용하여 왔다. 하지만 현재 범용 프로세서의 주파수 속도가 빨라짐에 따라 복잡한 디지털 신호처리 알고리즘을 실시간에 처리할 수 있게 되었다. 하지만 정수형 연산 프로세서에서의 부동 소수점 연산은 프로세서에서 실시간 처리에 많은 어려움을 주게 된다. 본 연구에서는 데이터 타입이 고정된 범용 정수형 연산 프로세서(ARM RISC 32bit CPU)를 가지고 부동 소수점 연산 알고리즘을 고정 소수점 연산형으로 바꾸어서 속도측면과 메모리 측면의 성능을 비교해 보았다.

AI 본문요약
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문제 정의

  • 부동 소수점 연산이 소프트웨어적으로 지원되는 경우에는, 부동 소수점을 고정 소수점으로 변환시킨 다음 정수형 연산이 일어나기 때문에 복잡한 디지털 신호처리 알고리즘이 실시간에 실행시키기는 많은 어려움이 있어 고정소수점의 구현이 필요하다. 본 연구에서는 데이터의 형이 고정된 범용 프로세서를 가지고 이 프로세서가 지원하는 데이터 형을 적절히 사용하여 음질의 저하를 최소로 하면서 실행 속도를 향상시키고 소요되는 메모리량을 최대로 줄이려고 했 다.

가설 설정

  • 1사iz 에 비트율은 모노와 스테레오에 대해 각각 160kbps와 224kbps이다. 실험 환경은 32bit RISC 프로세서인 Strong ARM( sa-110) 을 사용했는데, 메모리 접근시간은 하나의 사이클이 소요된다고 가정하고 시뮬레이션했 다.
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