Low-Latency SoC Design with High-Level Accelerators Specific to Sound Effects

Authors : Yunus Emre ESEN, İsmail SAN

Pages : 78-87

Doi:10.7240/jeps.897556

View : 18 | Download : 9

Publication Date : 2021-12-30

Article Type : Research Paper

Abstract :Yüksek kaliteli ses işleme, ses üzerinde uygulanan efektin sebep olduğu işleme gecikmesini düşürmek için donanım hızlandırması gerektirir. Ses girişinden gelişmiş ses oluşurken hesaplanan gecikme, önemli bir gecikme bileşenidir ve özellikle sanatçıların canlı performansında veya yüksek kaliteli ses üretiminde performansı etkiler. Sanatçılar, müziklerine bir ses efekti eklemek ister ve bu efektler gerçek zamanlı sistemlerde kullanıldığında gecikme ana problem haline gelir. CPU tabanlı sistemler esneklik sunar, ama işleme esnasında oluşan büyük miktardaki gecikme sanatçıları olumsuz olarak etkiler. Bu çalışmada, esnekliğin yazılımla ve hızlandırmanın donanım özelleştirmesi ile elde edildiği, ses efektleri için yazılım/donanım ortak tasarım yöntemi ile bir sistem üzerinde çip insert ignore into journalissuearticles values(SoC); çözümü sunuyoruz. MATLAB üzerinden ardışık düzen uygulayarak gecikmeyi azaltıyor ve frekansı artırıyoruz. Sistem, çift çekirdekli ARM Cortex A9 işlemcisi ve ZC7020 Zynq çipi barındıran programlanabilir SoC platformu ZedBoard’da çalıştırılmış ve test edilmiştir. ARM işlemcisi, FPGA üzerinde çalıştırılan ses efekti donanım hızlandırıcısının yönetilmesine ve kullanıcı ile haberleşilmesine olanak sağlar. Ses efekti MATLAB & Simulink tarafından sağlanan blok modeller ile tasarlanmıştır. HDL Coder, bu blokları RTL seviyesinde donanım tasarımlarına dönüştürür. MATLAB & Simulink tarafından sağlanan bu tasarım yöntemi, yüksek hızlı donanım yazmaçlarının sağladığı hızdan yararlanmak için FPGA’ya RTL seviyesinde gömülebilen yüksek seviyeli blok tasarımı yapılmasına ve yazılım esnekliğinden yararlanmak için AXI ara bağlantısı ile arayüz oluşturulmasına olanak verir. Bu çalışma gecikmenin önemli bir ölçüde düşürüldüğünü gösterir.
Keywords : donanım hızlandırıcısı, çip üzerinde sistem, ardışık düzen, ses efekti