很少有消費性電子產品能像DVD播放機這麼成功。由於DVD影像格式結合了高品質的視訊與多聲道音訊，使得DVD播放機成為家庭娛樂的核心。

低階DVD播放機常透過RCA插口提供雙聲道類比音訊，並以S/PDIF或光纖連接提供5.1聲道壓縮數位音訊。數位音訊輸出對非壓縮線性PCM音訊採IEC60958編碼，而對壓縮音訊，如Dolby Digital或Digital Theater Sound（DTS）則採IEC61937格式編碼。此外，這種播放機需要一個外置音訊/視訊（AV）接收器來執行杜比數位或DTS多聲道音訊的解壓縮。

高階DVD系統（或“單機家庭劇院”系統）將音訊/視訊接收器和DVD播放機結合在單一的DVD-AV接收器中。DVD-AV接收器整合了AM/FM調節器，數位音訊輸入和輸出（以S/PDIF連接），並提供6至8聲道類比音訊。該產品同時支援DTS96/24，Dolby Pro Logic II等高級音訊演算法，也支援音樂廳、劇院和體育場等多種立體環繞聲模式。

DVD-AV接收器至少需要一個DVD解碼器和一個獨立的媒體處理器或音訊DSP。音訊DSP的可編程性不僅使DVD-AV接收器能支援多種音訊格式，也讓同一核心硬體適用於多種產品。

而更具成本效益的方式就是將所有DVD-AV接收器的處理需求納入單一DVD處理器上。

CS982xx DVD處理器

如(圖一)所示，CS982xx是一種高度整合的單晶片DVD處理器，適合用於大眾市場的DVD播放機、DVD-AV接收器和網際網路DVD產品所需的所有音訊和視訊處理功能。該處理器支援所有CD格式，DVD-視訊/音訊控制和導航，以及螢幕顯示。該軟體架構具有相容所有主要音訊格式的特性，如：Dolby數位、DD-EX、DTS、DTS-ES、無損壓縮音訊技術（MLP）、MPEG-1/2 Layer I、II、MPEG-2/4 AAC 5.1、MP3 編碼/解碼、WMA、PCM與高解析度CD（HDCD），除此以外還能支援新格式。該軟體同時允許全矩陣和立體環繞聲處理（例如Dolby PL-2），以及多至10聲道音訊輸出的標準和高級PCM後處理模組。一些主要的後處理模組包括：音訊管理（音量控制、延遲、通道再映射、加強）、低音管理、音調控制、均衡、動態範圍壓縮，取樣頻率轉換和立體環繞效果模式。

先進DVD處理器至少內建一個核心CPU、一個音訊DSP以及數個專用處理和輸入/輸出單元。其核心CPU通常在即時作業系統上運作以提供時序要求嚴格的視訊和音訊服務；在某些特定設計中，還會運用第二個CPU執行更多通用應用，如圖像用戶介面（GUI）、音訊自動播放器、電子節目引導的中間元件或網路互連。一個主機/ATAPI介面連接高性能DVD燒錄驅動器和硬碟驅動器。

《圖一　CS982xx DVD處理器》

音訊DSP

所有的DVD處理器都至少內建一個可編程、音訊應用系統專用的音訊DSP。該DSP支援32位元簡單整數運算，並有一個帶56位元累加器的24位元定點邏輯單元。一個內建式乘法累加器可有單一週期吞吐量和雙週期等待時間。此外，該DSP具有8Kb指令快取記憶體、20Kb（程式可視的）本地記憶體和一個有效率又靈活的連接外存資料組介面，其他包括程式設計師隨時可看到程式儲存快取記憶體，DSP並針對bit packing以及bit unpacking操作進行最佳化調教。

單晶片DVD-AV接收器

(圖二)顯示以DVD處理器設計的單晶片DVD-AV接收器設計範例。該DVD處理器通過DVD載入器接收壓縮DVD位流。它將視訊、音訊和子畫面信號流進行信號分離和解碼，並使其同步出現在電視和揚聲器中。內建於晶片上的32位元RISC處理器不僅能協調晶片上多線程（multi-thread）任務，而且包括所有on-board系統功能，因此無需外置微控制器。

壓縮或未壓縮音頻信號可透過S/PDIF接收器介面或外置音頻類比/數位轉換器接收，再進行後續音頻處理。因此CS982xx能應用於獨立的AV接收器。

隨著音訊編碼和後處理演算法的發展，DVD-AV接收器要求一個可編程、模組式和靈活的軟體架構。Cirrus Logic的CS982xx系列就結合DVD架構技術與多年在音頻市場，尤其是AV接收器的經驗。下一單元將更詳細描述DSP音訊軟體架構的細節。

《圖二　使用CS982xx DVD處理器的單晶片DVD-AV接收器》

音訊軟體架構

DVD-AV接收器在處理負載分擔上分為兩類：RISC處理器負責所有的前端處理，例如介面、媒體導航、資料檢索和資料分離；而專用視訊硬體負責處理所有視訊解碼，音訊DSP則負責所有音訊處理。此外，RISC軟體核心藉由控制系統時脈與協調視訊音訊解碼/演示時間標記（DTS/PTS）以執行最終音訊-視訊演繹（AV同步）。

CS982xx中的音訊處理鏈包括邏輯上分開的五個實體：DSP作業系統、RISC-to-DSP應用程式介面、壓縮資料解碼器、矩陣PCM解碼器和PCM後處理器（PPP）。其中DSP作業系統和RISC-to-DSP應用程式介面的原始碼能合併成一個單元，形成一個共用系統函數組。因此，就功能上而言，音訊DSP軟體架構只由四個主要部分所組成，如(圖三)所示。

《圖三　DVD-AV接收器的軟體架構》

自動檢測模組

由於音訊格式種類繁多，如LPCM、杜比數位和MPEG等， 因此也影響了接收器系統是否能自動處理任一類型的音訊格式。為配合CS493xx DSP系列的特性，Cirrus Logic在CS982xx系列中加入多種先進音訊檢測演算法。CS982xx能透過front-panel或遙控器自動監控改變音訊格式時用戶所作的選擇和輸入資料， 例如從杜比數位轉換到DTS格式。

DSP作業系統

DSP作業系統是模組式、可擴展DSP架構的關鍵部分。DSP作業系統可在開發、整合和韌體升級時進行有效的DSP代碼分段。DSP作業系統的任務是調度和調用DSP-to-RISC應用程式介面、資料解碼器、矩陣PCM解碼器和PCM後處理。

DSP-to-RISC應用程式介面

所有的系統和用戶與DSP的溝通都是通過RISC流線式進行的。為標準化處理所有音訊格式，系統必需具備一個清晰的RISC-to-DSP應用程式介面。RISC-to-DSP 應用程式介面能提供有效的命令和資料通訊，同時也讓third party在針對音訊DSP編程時無需顧慮系統的其他部分。

壓縮資料解碼器

壓縮資料解碼單元包括所有的音訊解碼模組，例如MPEG-1 Layer II或杜比數位。特定模組在最初階段經RISC格式檢測例行程式選定，而若未經重新設置DSP資料流程，則無法在運行過程中改用其他模組。

這些解碼模組同時負責與音訊處理管線中的其他部分一起更新和分享位元流參數，如取樣頻率和聲道設置。

矩陣PCM解碼器

矩陣PCM解碼器在解碼器模組之後使用，可改變輸出聲道的數量。例如：立體聲解碼數據能透過杜比數位PL-2或DTS-Neo 6矩陣解碼器而轉換成一個五聲道或六聲道的輸出。一些矩陣解碼器需要立體聲數據以矩陣編碼，也有一些不需要。

同樣的，多聲道資料內容能使用複雜的虛擬化技術轉換為立體聲輸出。這種技術試圖利用人類相關的傳遞函數（HRTF）性質，在僅有的兩個揚聲器中產生多聲道立體環繞效果，甚至一個直接的downmix操作也可改變輸出聲道數量。這種情況就如同壓縮資料解碼器、矩陣PCM解碼器通常在最初階段即被選定，而且未經重新設置音訊處理管線就無法在執行過程中改用其他模組。

PCM後處理（PCM Post-Processing）模組

後處理可以包括音量控制、聲道延遲、通道映射至任意輸出、低音管理、DRC、SRC、加強、音調調節、均衡、卡拉OK（音高調整、回聲效果、計分）和立體環繞模式（大廳、劇院、爵士、舞蹈、體育場）等。因此，PCM 後處理模組可在執行時更改配置。

《圖四　CS982xx系列的音頻管線》

結論

單晶片DVD-AV接收器已經問世。而先進的DVD處理器，如Cirrus Logic的CS982xx系列，已結合了模組式和可擴展的軟體架構來支援高度整合、低成本DVD-AV接收器的所有需求。最重要的是，它具有強大的處理效能和擴展性能為我們實現未來家庭劇院系統所需的功能。（作者任職於Cirrus Logic）