A Study on Optimization Design of MPEG Layer 2 Audio Decoder for Digital Broadcasting

디지털 방송용 MPEG Layer 2 오디오 복호기의 최적화 설계에 관한 연구

Recently due to rapid improvement of integrated circuit design environment, size of IC design is to become large to possible design System on Chip(SoC) that one chip with multi function enclosed. Also cause to this rapid change, consumption market is require to spend smallest time for new product development. In this paper to propose a methodology can design a large size IC for save time and applied to design of MPEG Layer 2 decoder to can use audio receiver in digital broadcast system. The digital broadcast audio decoder in this paper is pointed to save hardware size as optimizing algorithm. MPEG Layer 2 decoder algorithm is include MAC to can have an effect on hardware size. So coefficients are using sign digit expression. It is for hardware optimization. If using this method can design MAC without multiplier. The designed audio decoder is using 14,000 gates hardware size and save 22% (4000 gates) hardware usage than using multiplier. Also can design MPEG Layer 2 decoder usable digital broadcast receiver for short time.

최근 집적회로 설계 환경의 급속한 발전함에 따라 IC(Integration Circuit) 설계 규모는 1개의 It에 다양한 기능을 포함한 SoC(System on Chip)의 설계가 가능할 정도로 설계 규모가 커졌다. 또한 소비 시장은 급격한 변화에 따라 새로운 제품이 빠른 시간에 양산되기를 원한다. 본 논문에서는 기능 검증과 회로 수정이 용이한 설계 방법을 적용하여 디지털 방송 시스템에서 오디오 수신기로 사용할 수 있는 MPEG(Moving Picture Expert Group) 계층 2 복호기를 설계하였다. 또한 본 논문에서는 설계하고자 하는 디지털 방송용 오디오 복호기는 알고리즘을 최적화하여 실시간 처리가 가능하며, 하드웨어 크기를 줄이는데 중점을 두었다. MPEG 계층 2 복호화 알고리즘은 하드웨어 크기에 많은 영향을 주는 가산을 포함한 승산기를 포함하고 있는데, 하드웨어 최적화를 위하여 승산에 사용되는 계수를 SD(Sign Digit)으로 표현하고, 이를 이용한 MAC(Multiplier with Accumulator) 연산기는 승산기가 포함되지 않은 구조로 구현할 수 있었다. 설계된 디지털 방송용 오디오 복호기는 13,957Gate의 하드웨어 크기로 구현할 수 있었으며, 기존의 승산기를 사용하였을 경우보다 22%(40000Gate)을 줄일 수 있었다.