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家庭音頻處理IC面臨的新挑戰(zhàn)
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【音響網(wǎng)資訊】
家庭音頻處理IC面臨的新挑戰(zhàn)
從這些家庭音頻使用案例中，可以看出，在設(shè)計(jì)一個(gè)用于家庭娛樂(lè)的多媒體IC時(shí)，該IC的音頻處理器或子系統(tǒng)要面對(duì)的挑戰(zhàn)不會(huì)比視頻或圖形領(lǐng)域的更簡(jiǎn)單，這些挑戰(zhàn)包括：
第一，必須具備處理有損和無(wú)損HD音頻編解碼器的能力，滿(mǎn)足DolbyDigitalPlus和DTS-HDHighResolution等有損編解碼器標(biāo)準(zhǔn)的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)要求，以及DolbyTrueHD和DTS-HDMasterAudio無(wú)損編解碼器標(biāo)準(zhǔn)的比特精準(zhǔn)要求。此外，這些音頻標(biāo)準(zhǔn)的質(zhì)量要求使其必需使用很寬的動(dòng)態(tài)范圍，一般遠(yuǎn)大于音頻流原本固有的24位音頻采樣數(shù)據(jù)寬度。這些編解碼器屬于計(jì)算密集型，給計(jì)算能力和寬動(dòng)態(tài)范圍帶來(lái)了挑戰(zhàn)。
第二，極高比特率編解碼器(如DTS-HDMasterAudio等HD音頻標(biāo)準(zhǔn))的比特率高達(dá)24.5Mbps，致使數(shù)據(jù)量龐大，從而需要大容量且成本高昂的片上數(shù)據(jù)RAM。
第三，多任務(wù)用戶(hù)案例，比如在DTV或STB中，必需處理多個(gè)流媒體(每一個(gè)都包含多個(gè)音頻通道)，并實(shí)現(xiàn)音頻后處理效果，這就需要任務(wù)間的切換，帶來(lái)代碼和數(shù)據(jù)交換的負(fù)荷。交換間隔對(duì)音頻子系統(tǒng)設(shè)計(jì)有顯著的影響，例如，每幀交換與每10幀交換，會(huì)影響到所需的處理器速度(MHz)、所需的L1代碼和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器大小，以及外部存儲(chǔ)器帶寬。
第四，系統(tǒng)限制。由于IC的音頻和視頻子系統(tǒng)訪問(wèn)外部DDR的時(shí)間及帶寬大有不同(一般而言，視頻的優(yōu)先級(jí)更高)，音頻子系統(tǒng)必須足夠穩(wěn)健，以處理很大的DDR延時(shí)，通常在100-500個(gè)處理器周期范圍。
第五，優(yōu)秀的軟件開(kāi)發(fā)能力。一個(gè)新的音頻處理器，需要通過(guò)Dolby與DTSHD音頻編解碼器的實(shí)現(xiàn)和驗(yàn)證，這個(gè)挑戰(zhàn)非常耗費(fèi)資源，且需要很多人年工作量。
最后是慣常的成本壓力，以及IC價(jià)格的不斷下跌，因此必需盡量減少片上處理器內(nèi)核的數(shù)目，使用小容量的L1存儲(chǔ)器和速度更慢(因此更便宜)的外部DDR存儲(chǔ)器。成本問(wèn)題也在推動(dòng)這些非便攜式設(shè)備降低功耗，不僅僅是因?yàn)榄h(huán)保原因，同時(shí)也為了減小散熱，以便能夠使用更廉價(jià)的IC封裝。
從特性來(lái)看，音頻信號(hào)處理需要DSP，目前的最新發(fā)展趨勢(shì)是需要功能更為強(qiáng)大的DSP。這里舉幾款多媒體IC來(lái)說(shuō)明上述趨勢(shì)是顯而易見(jiàn)的。比如，ST的FLI7510DTVIC使用了兩顆音頻DSP，每顆時(shí)鐘頻率均為450MHz；而SigmaDesign最新推出的SMP8910IC使用了三顆音頻DSP，每顆時(shí)鐘頻率為400MHz。這兩款I(lǐng)C使用的DSP都是廠商各自?xún)?nèi)部開(kāi)發(fā)的，并且由于需要執(zhí)行大量的音頻處理任務(wù)，它們都采用了多核DSP設(shè)計(jì)。
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