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引言 隨著移動通信的不斷發(fā)展，多媒體技術(shù)在手機中的應(yīng)用也越來越廣。手機的核心技術(shù)主要在硬件和軟件兩個方面。硬件是核心層，包括基帶模塊和射頻模塊兩部分。軟件分為底層軟件和應(yīng)用層軟件兩大部分。 1 手機平臺體系結(jié)構(gòu)研究 (1)硬件系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 硬件平臺主要包括射頻模塊、基帶模塊、電源管理模塊和外圍設(shè)備。文中采用了數(shù)字基帶、模擬基帶和電源管理模塊集于單芯片的基帶解決方案，這種解決方案具有較高的集成度，不僅增強了系統(tǒng)的穩(wěn)定性，降低了功耗，同時有效地降低了設(shè)計過程中的復(fù)雜度。 (2)軟件系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 軟件系統(tǒng)設(shè)計主要包括嵌入式實時操作系統(tǒng)Nucleus的移植、應(yīng)用程序的編寫以及交叉編譯出相應(yīng)的可執(zhí)行文件。Nucleus系統(tǒng)提供TCP／IP網(wǎng)絡(luò)、圖像界面Grafix、文件系統(tǒng)File等模塊。 整個手機軟件主要由GSM協(xié)議棧、嵌入式Nucleus操作系統(tǒng)、設(shè)備驅(qū)動和人機界面組成。 2 自適應(yīng)多速率語音編碼算法分析 2．1 編碼原理 AMR語音編碼根據(jù)其實現(xiàn)的功能可分為LPC分析、基音搜索、代數(shù)碼本搜索三部分。其中LPC分析完成的主要功能是獲得10階LPC濾波器的10個系數(shù)，并對轉(zhuǎn)化成的線譜參數(shù)LSF進行量化；基音搜索用以獲得基音延遲和基音增益這兩個參數(shù)；代數(shù)碼本搜索則是為了獲得索引和代數(shù)碼本增益及碼本增益的量化。 AMR編碼器的信號流程如圖1所示。 
在編碼之前，使用高通濾波函數(shù)和幅度調(diào)整函數(shù)進行預(yù)處理。在定點運算時，將輸入樣本值除以2來減少溢出的可能性。高通濾波器的截止頻率為80 Hz。如下所示：
通過Hh1(z)濾波后的信號再除以2的信號設(shè)為S(n)，在12．2 kb／s模式下，利用不同的非均勻窗，每幀執(zhí)行2次LP分析。第1個窗集中在第2個子幀，第2個窗的中心在第4個子幀，這2個窗口如下所示：
式中2次線性預(yù)測分析都是在同一組語音樣本點上。利用修正的自相關(guān)系數(shù)r'ac，通過解下面的方程組獲取離散形式的LP參數(shù)ak，k=1，…，10。
在解碼過程中，每一幀都要進行LP濾波器參數(shù)解碼。接收到的LSP系數(shù)索引用于重構(gòu)LSP系數(shù)，然后將LSP系數(shù)內(nèi)插得到4組內(nèi)插LSP矢量(對應(yīng)于4個子幀)，對于每一個子幀，內(nèi)插LSP矢量都要轉(zhuǎn)化為LP濾波器系數(shù)ak，該系數(shù)用來在子幀中合成重構(gòu)語音信號。 3 錄音功能設(shè)計 3．1 軟件設(shè)計 手機錄音的主要功能是向用戶提供使用界面、完成錄音及錄音文件的播放。從程序設(shè)計的角度看，它是通過對現(xiàn)有軟件中的人機界面、操作系統(tǒng)API的調(diào)用和對音頻設(shè)備的管理來實現(xiàn)的。整個錄音事件處理函數(shù)的執(zhí)行流程如圖3所示。
錄音功能的事件處理模塊的主要功能是對人機界面的錄音請求進行響應(yīng)。為了實現(xiàn)該功能，錄音事件函數(shù)需要完成的工作包括：運行控制變量的初始化，錄音文件的創(chuàng)建，事件狀態(tài)處理器的判斷和狀態(tài)維護，進行容錯處理，調(diào)用底層處理函數(shù)進行錄音物理設(shè)備的控制，以及和界面模塊的通信。 3．2 軟件調(diào)試 由于移動終端的系統(tǒng)資源有限而且沒有相關(guān)的編譯工具，因此嵌入式系統(tǒng)的開發(fā)需要借助宿主機(通用計算機)來編譯出目標機的可執(zhí)行代碼，交叉編譯是唯一可行的編譯方式。在PC機上設(shè)置serial port，把功能實現(xiàn)代碼分配到整個手機軟件功能的plutommi、media和llaudio文件夾下，通過使用編譯命令對各個文件夾進行編譯來生成可執(zhí)行程序并下載到手機的NOR Flash中，然后在CPU中運行。 錄音部分的軟件進行錄音、錄音暫停、繼續(xù)錄音、播放錄音5個事件處理時，軟件運行過程中錄音軟件內(nèi)部的跟蹤程序通過UART口打印出來的錄音軟件動態(tài)運行信息。當特定的按鍵事件發(fā)生后，錄音界面模塊就會向其事件處理模塊發(fā)送相應(yīng)的消息，來完成事件的處理。當事件開啟后驅(qū)動模塊便與其事件處理模塊進行錄音文件中的數(shù)據(jù)交互。結(jié)合對錄音軟件人機界面的仿真測試結(jié)果，可以證明整個錄音軟件播放部分代碼的設(shè)計達到了預(yù)期目標。 結(jié)語 隨著移動通信的不斷發(fā)展以及在相應(yīng)的嵌入式平臺上擴展出來的新技術(shù)不斷涌現(xiàn)，移動設(shè)備中的媒體播放功能就顯得尤為重要。本文系統(tǒng)地分析了AMR編解碼原理及相關(guān)的錄音流程，結(jié)合錄音和播放功能的測試數(shù)據(jù)以及對數(shù)據(jù)的分析結(jié)果，可明確看到整個錄音軟件運行正確。軟件的運行情況和軟件的整體設(shè)計相一致。 參考文獻 1. 唐寅 實時操作系統(tǒng)應(yīng)用開發(fā)指南 2002 2. 胥靜 嵌入式系統(tǒng)設(shè)計與開發(fā)實例詳解 2005 3. Liu C L.Layland J W Scheduling Algorithms for Multiprogramming in a Hard Realtime Environment 1973(1) 4. Labrosse Jean J.邵貝貝 嵌入式實時操作系統(tǒng)μC/OSII 2003 5. 師明珠 嵌入式應(yīng)用系統(tǒng)軟件設(shè)計技術(shù)研究 [期刊論文] -計算機工程與應(yīng)用2002(7) 6. 胥靜 嵌入式系統(tǒng)設(shè)計與開發(fā)實例詳解--基于ARM的應(yīng)用 2005 7. Mentor Graphics Corporation Nucleus PLUS Reference Manual 2006 8. 石代奎 多媒體移動終端開發(fā)平臺設(shè)計 [學位論文] 2005 作者：西安郵電學院 田磊 來源：《單片機與嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用》 2009（7） |
