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数位讯号处理器有效实现个人化生活
持续连线与强化体验

【作者: Jackie Brenner】2016年12月12日 星期一

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我们身处在由数据资料构成的世界,财务、医疗及娱乐​​资料无所不在。而这些资料,无论是音讯、视讯或文字,都是为人们自身以及生活的兴趣所量身打造。 TI(德州仪器)认为,数位讯号处理器(DSP)可强化此种持续「连线」且个人化的体验。您用自己的声音说话、聆听他人的声音、听音乐,并观看周遭的世界。这些类比讯号可藉由数值数位化,呈现出我们声音的声调或频率,以及说话时的振幅或音量。


DSP可即时运作,在接收资料后,同时在下个资料点到达之前便立即处理资料。不同于其他处理器,此类处理器不收集资料,也不会藉由离线运作来产生结果。



图一 : 66AK2G02 SoC功能区块图
图一 : 66AK2G02 SoC功能区块图

处理真实世界的数据资料,意味着需要运用大量的乘法、加法及减法,以获得真正需要的资讯。举例来说,该公司的DSP包含硬体乘法器(Hardware Multipliers),可快速执行大量数学运算,且只需一个时脉周期即可完成。具备多个资料汇流排及充足的晶片内建记忆体,可让资料持续流入及流出处理引擎。


即使在单核心配置中,C66x DSP也是极佳的多工处理器。其固有的平行能力可让使用者同时执行更多工作,意即更多的数学运算、更多的数据资料比较,同时可利用管线将问题拆解成较小的工作,以加快完成的速度。这款可编程处理器是优良的「C」引擎,C6000编译器在编译时会进行硬体资源的配置,无需组合语言即可达到高效能。


汽车与家中的音讯

以DSP技术为基础的音讯装置是第一项个人化的装置,它让我们建立自己的播放清单,并可在外出时随身携带。但如果想提升音讯体验,让使用者在车内或家中随时都能享受环绕音响效果,应该怎么做?


车用放大器可在车内创造音讯环境。这些放大器位于车门上的喇叭与仪表板的后方。汽车的环境很难创造出音乐厅的体验,因为这个环境充满噪音,且汽车为达到更好的油耗表现而越做越轻的结果,让噪音问题越来越严重。



图二 : 车用放大器设计
图二 : 车用放大器设计

那么该如何解决此问题? 600-MHz C66x DSP负责音讯处理(等化、混音、压缩、延迟补偿等)以及消除杂讯。 ARM Cortex-A15提供网路介面的系统控制。依据特定车型,车内可能使用的网路通讯介面包括 CAN 以及媒体近端汇流排(MLB)或乙太网路。利用开机用的QSPI记忆体及2.5MB 晶片内建记忆体,可能可以免除双数据速率(DDR)记忆体,借此降低功耗以及整体系统的成本与尺寸。汽车音讯对于乙太网路的需求包括时间同步、音视讯桥接(AVB)传输、服务品质(QoS)及串流媒体灌封。



图三 : 用于可编程逻辑控制器
图三 : 用于可编程逻辑控制器

在居家方面,新音讯应用使市场对于处理器效能需求高于目前的解决方案。网际网路音讯串流与本机媒体串流(Wi-Fi、硬碟机、MP3档案)需更高ARM效能。该公司的系统单晶片具备三个多声道音讯序列埠或McASPs。 McASPs可提供通用音讯序列埠的功能,并针对多声道音讯应用需求进行最佳化。 McASP可支援多种资料格式。其他主要功能包括弹性的时钟与讯框同步产生,以及最十六个传输或接收资料针脚与串列器。这三项功能可同时使用,且各自拥有两个时钟区域(Clock Zone)。


(本文作者为德州仪器型录处理器系统应用团队资深技术人员)


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