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Coprocesador de eliminación de ruido de audio basado en una extensión del conjunto de instrucciones personalizadas RISC-V

Autores: Yuan, Jun; Zhao, Qiang; Wang, Wei; Meng, Xiangsheng; Li, Jun; Li, Qin

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2022

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Acceso abierto

Artículo científico
2022

Coprocesador de eliminación de ruido de audio basado en una extensión del conjunto de instrucciones personalizadas RISC-V


Categoría

Artes

Subcategoría

Música

Palabras clave

Algoritmo
Eliminación de ruido de audio
Coprocesador
RISC-V
Acelerador
Instrucciones personalizadas

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 14

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
Como un algoritmo típico de control activo de ruido, el Filtrado-x de Mínimos Cuadrados (FxLMS) se utiliza ampliamente en el campo de la eliminación de ruido en audio. En este estudio, se diseñó un coprocesador de eliminación de ruido en audio basado en el Sistema de Instrucciones Risc-V (RISC-V), se diseñó una extensión de conjunto de instrucciones personalizada y se adoptó un co-diseño de software y hardware; basado en la implementación tradicional de hardware puro, se llevó a cabo el diseño de optimización del acelerador, y el acelerador se conectó al núcleo RISC-V en forma de coprocesador. Mientras tanto, se diseñaron las instrucciones personalizadas correspondientes, se estableció el entorno de compilación y se creó la función de biblioteca de instrucciones de aceleración de coprocesador mediante ensamblador en línea embebido. Finalmente, se construyó y probó el sistema de control activo de ruido (ANC) basado en Hbird E203-Core, y los datos de prueba se recopilaron a través de un analizador de audio. Los resultados mostraron que el algoritmo de eliminación de ruido en audio se puede realizar combinando un Sistema en Chip (SoC) heterogéneo con un acelerador de hardware, y el efecto de eliminación de ruido fue de aproximadamente 8 dB. El número de instrucciones consumidas al probar instrucciones personalizadas para operaciones específicas se redujo en aproximadamente un 60%, y el efecto de aceleración de la operación fue significativo.

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