使用MIPS處理器實(shí)現(xiàn)高品質(zhì)音頻處理
使用MIPS處理器實(shí)現(xiàn)高品質(zhì)音頻處理
諸如移動(dòng)音頻播放器、機(jī)頂盒（STB）、數(shù)字電視（DTV）和數(shù)字通用光盤(pán)（DVD） 播放機(jī)和刻錄機(jī)等消費(fèi)設(shè)備,通常都是采用多功能系統(tǒng)芯片（SOC）來(lái)實(shí)現(xiàn)的。這樣的SOC主要執(zhí)行兩種功能：應(yīng)用處理和視頻/音頻信號(hào)處理。應(yīng)用處理（或主處理）通常是通過(guò)像MIPS處理器這樣的一個(gè)可編程內(nèi)核實(shí)現(xiàn)的。由于其計(jì)算復(fù)雜性的程度,視頻信號(hào)處理是使用專用的硬件完成的。在某種程度上,與視頻信號(hào)的處理相比,音頻信號(hào)處理的計(jì)算需求并沒(méi)有那么大,在過(guò)去,都是采用固定線路邏輯或一個(gè)數(shù)字信號(hào)處理器（DSP）進(jìn)行處理。
然而,由于用戶的產(chǎn)品需要支持更多復(fù)雜的算法,音頻子系統(tǒng)的需求也在增加,先進(jìn)的前/后處理和全雙工需要進(jìn)行同時(shí)編解碼。當(dāng)音頻需求增加時(shí),因架構(gòu)上的創(chuàng)新,處理器的頻率也在提高,使像MIPS這樣的可編程處理器在實(shí)現(xiàn)主功能的同時(shí),也能夠同時(shí)完成要求苛刻的音頻應(yīng)用。
基于一個(gè)MIPS內(nèi)核構(gòu)建兩種類型的執(zhí)行音頻應(yīng)用的SOC結(jié)構(gòu)是可能的。一種是將一個(gè)內(nèi)核作為主處理CPU,另一個(gè)內(nèi)核進(jìn)行音頻處理的專用CPU;另一種方案是采用一個(gè)單CPU作為主處理和音頻處理（參見(jiàn)圖1）。使用MIPS處理器可以為音頻處理帶來(lái)顯著的好處。
多內(nèi)核音頻架構(gòu)
在多內(nèi)核的情況下,主CPU運(yùn)行操作系統(tǒng)、最終用戶應(yīng)用和服務(wù),而用一個(gè)專用音頻處理器運(yùn)行音頻處理功能。獲得MIPS的若干授權(quán)就可以得到專門(mén)用于MIPS音頻處理內(nèi)核的消費(fèi)電子設(shè)備的SOC工具。簡(jiǎn)而言之,使用MIPS用于音頻設(shè)計(jì)的處理器就可獲得一種可編程解決方案。可編程性意味著一個(gè)現(xiàn)有的設(shè)計(jì)可以簡(jiǎn)便地適用于各種各樣的音頻算法。這可以提供兩個(gè)重要的優(yōu)勢(shì)：一個(gè)SOC可用于多最終用戶的應(yīng)用;同時(shí)延長(zhǎng)SOC設(shè)計(jì)的生命周期,以跟上音頻標(biāo)準(zhǔn)迅速不斷進(jìn)化和變化的腳步。
專用音頻處理器的優(yōu)點(diǎn)在于它不會(huì)與其他應(yīng)用爭(zhēng)奪CPU的周期,因此有許多余�？臻g。這種音頻協(xié)處理器的余�？臻g可以完成多種任務(wù)——備用的CPU周期可以同時(shí)用于對(duì)多數(shù)據(jù)流的編碼和解碼;它可保證高檔設(shè)計(jì)中的最高音頻質(zhì)量;或者余�？臻g可以通過(guò)降低電壓減低處理器的頻率,由此降低音頻子系統(tǒng)和整個(gè)SOC的功耗。
使用可編程處理器實(shí)現(xiàn)音頻算法的優(yōu)點(diǎn)在可配置方面尤為明顯,因?yàn)樗哂蟹喜粩噙M(jìn)化形成的全球音頻標(biāo)準(zhǔn)的靈活性。利用專用的DSP,電流性能和功率需求可能得到滿足,但是它們可能無(wú)法根據(jù)變化滿足未來(lái)的需要。
當(dāng)音頻處理功能由一個(gè)主CPU之外的內(nèi)核單獨(dú)完成時(shí),在主CPU和音頻處理器之間需要一種通信機(jī)制。在兩個(gè)MIPS內(nèi)核之間建立一個(gè)通信接口要比在一個(gè)MIPS CPU和一個(gè)DSP之間簡(jiǎn)單得多。例如,MIPS CPU上可使用的LL和SC（加載-連接/存儲(chǔ)-條件）指令能被用來(lái)十分簡(jiǎn)便地建立起通信和同步化機(jī)制。
單內(nèi)核架構(gòu)
采用一個(gè)單內(nèi)核完成音頻處理,其最大的好處是完全省掉DSP或固定線路音頻模塊,而在MIPS主處理器上執(zhí)行音頻。這既減少了裸片尺寸,又節(jié)省了總的系統(tǒng)調(diào)試時(shí)間。反過(guò)來(lái),這也能夠有效縮減成本和面市時(shí)間。
