很少有消费性电子产品能像DVD播放器这么成功。由于DVD影像格式结合了高质量的视讯与多声道音频，使得DVD播放器成为家庭娱乐的核心。

低阶DVD播放器常透过RCA插口提供双声道模拟音频，并以S/PDIF或光纤连接提供5.1声道压缩数字音频。数字音频输出对非压缩线性PCM音频采IEC60958编码，而对压缩音频，如Dolby Digital或Digital Theater Sound（DTS）则采IEC61937格式编码。此外，这种播放器需要一个外置音频/视讯（AV）接收器来执行杜比数字或DTS多声道音频的解压缩。

高阶DVD系统（或“单机家庭剧院”系统）将音频/视讯接收器和DVD播放器结合在单一的DVD-AV接收器中。DVD-AV接收器整合了AM/FM调节器，数字音频输入和输出（以S/PDIF连接），并提供6至8声道模拟音频。该产品同时支持DTS96/24，Dolby Pro Logic II等高级音频算法，也支持音乐厅、剧院和体育场等多种立体环绕声模式。

DVD-AV接收器至少需要一个DVD译码器和一个独立的媒体处理器或音频DSP。音频DSP的可编程性不仅使DVD-AV接收器能支持多种音频格式，也让同一核心硬件适用于多种产品。

而更具成本效益的方式就是将所有DVD-AV接收器的处理需求纳入单一DVD处理器上。

CS982xx DVD处理器

如(图一)所示，CS982xx是一种高度整合的单芯片DVD处理器，适合用于大众市场的DVD播放器、DVD-AV接收器和因特网DVD产品所需的所有音频和视讯处理功能。该处理器支持所有CD格式，DVD-视讯/音频控制和导航，以及屏幕显示。该软件架构具有兼容所有主要音频格式的特性，如：Dolby数字、DD-EX、DTS、DTS-ES、无损压缩音频技术（MLP）、MPEG-1/2 Layer I、II、MPEG-2/4 AAC 5.1、MP3 编码/译码、WMA、PCM与高分辨率CD（HDCD），除此以外还能支持新格式。该软件同时允许全矩阵和立体环绕声处理（例如Dolby PL-2），以及多至10声道音频输出的标准和高级PCM后处理模块。一些主要的后处理模块包括：音频管理（音量控制、延迟、信道再映像、加强）、低音管理、音调控制、均衡、动态范围压缩，取样频率转换和立体环绕效果模式。

先进DVD处理器至少内建一个核心CPU、一个音频DSP以及数个专用处理和输入/输出单元。其核心CPU通常在实时操作系统上运作以提供时序要求严格的视讯和音频服务；在某些特定设计中，还会运用第二个CPU执行更多通用应用，如图像用户接口（GUI）、音频自动播放器、电子节目引导的中间组件或网络互连。一个主机/ATAPI接口连接高性能DVD刻录驱动器和硬盘驱动器。

《图一 CS982xx DVD处理器》

音频DSP

所有的DVD处理器都至少内建一个可编程、音频应用系统专用的音频DSP。该DSP支持32位简单整数运算，并有一个带56位累加器的24位定点逻辑单元。一个内建式乘法累加器可有单一周期吞吐量和双周期等待时间。此外，该DSP具有8Kb指令高速缓存、20Kb（程序可视的）本地内存和一个有效率又灵活的连接外存数据组接口，其他包括程序设计师随时可看到程序储存高速缓存，DSP并针对bit packing以及bit unpacking操作进行优化调教。

单芯片DVD-AV接收器

(图二)显示以DVD处理器设计的单芯片DVD-AV接收器设计范例。该DVD处理器通过DVD加载器接收压缩DVD位流。它将视讯、音频和子画面信号流进行信号分离和译码，并使其同步出现在电视和扬声器中。内建于芯片上的32位RISC处理器不仅能协调芯片上多线程（multi-thread）任务，而且包括所有on-board系统功能，因此无需外置微控制器。

压缩或未压缩音频信号可透过S/PDIF接收器接口或外置音频模拟/数字转换器接收，再进行后续音频处理。因此CS982xx能应用于独立的AV接收器。

随着音频编码和后处理算法的发展，DVD-AV接收器要求一个可编程、模块式和灵活的软件架构。Cirrus Logic的CS982xx系列就结合DVD架构技术与多年在音频市场，尤其是AV接收器的经验。下一单元将更详细描述DSP音频软件架构的细节。

《图二 使用CS982xx DVD处理器的单芯片DVD-AV接收器》

音频软件架构

DVD-AV接收器在处理负载分担上分为两类：RISC处理器负责所有的前端处理，例如接口、媒体导航、数据检索和数据分离；而专用视讯硬件负责处理所有视讯译码，音频DSP则负责所有音频处理。此外，RISC软件核心藉由控制系统频率与协调视讯音频译码/演示时间标记（DTS/PTS）以执行最终音频-视讯演绎（AV同步）。

CS982xx中的音频处理链包括逻辑上分开的五个实体：DSP操作系统、RISC-to-DSP应用程序编程接口、压缩数据译码器、矩阵PCM译码器和PCM后处理器（PPP）。其中DSP操作系统和RISC-to-DSP应用程序编程接口的原始码能合并成一个单元，形成一个共享系统函数组。因此，就功能上而言，音频DSP软件架构只由四个主要部分所组成，如(图三)所示。

《图三 DVD-AV接收器的软件架构》

自动检测模块

由于音频格式种类繁多，如LPCM、杜比数字和MPEG等， 因此也影响了接收器系统是否能自动处理任一类型的音频格式。为配合CS493xx DSP系列的特性，Cirrus Logic在CS982xx系列中加入多种先进音频检测算法。CS982xx能透过front-panel或遥控器自动监控改变音频格式时用户所作的选择和输入数据， 例如从杜比数字转换到DTS格式。

DSP操作系统

DSP操作系统是模块式、可扩展DSP架构的关键部分。DSP操作系统可在开发、整合和韧体升级时进行有效的DSP代码分段。DSP操作系统的任务是调度和调用DSP-to-RISC应用程序编程接口、数据译码器、矩阵PCM译码器和PCM后处理。

DSP-to-RISC应用程序编程接口

所有的系统和用户与DSP的沟通都是通过RISC流线式进行的。为标准化处理所有音频格式，系统必需具备一个清晰的RISC-to-DSP应用程序编程接口。RISC-to-DSP 应用程序编程接口能提供有效的命令和数据通讯，同时也让third party在针对音频DSP编程时无需顾虑系统的其他部分。

压缩数据译码器

压缩数据译码单元包括所有的音频译码模块，例如MPEG-1 Layer II或杜比数字。特定模块在最初阶段经RISC格式检测例行程序选定，而若未经重新设置DSP数据流，则无法在运行过程中改用其他模块。

这些译码模块同时负责与音频处理管线中的其他部分一起更新和分享比特流参数，如取样频率和声道设置。

矩阵PCM译码器

矩阵PCM译码器在译码器模块之后使用，可改变输出声道的数量。例如：立体声译码数据能透过杜比数字PL-2或DTS-Neo 6矩阵译码器而转换成一个五声道或六声道的输出。一些矩阵译码器需要立体声数据以矩阵编码，也有一些不需要。

同样的，多声道数据内容能使用复杂的虚拟化技术转换为立体声输出。这种技术试图利用人类相关的传递函数（HRTF）性质，在仅有的两个扬声器中产生多声道立体环绕效果，甚至一个直接的downmix操作也可改变输出声道数量。这种情况就如同压缩数据译码器、矩阵PCM译码器通常在最初阶段即被选定，而且未经重新设置音频处理管线就无法在执行过程中改用其他模块。

PCM后处理（PCM Post-Processing）模块

后处理可以包括音量控制、声道延迟、信道映像至任意输出、低音管理、DRC、SRC、加强、音调调节、均衡、卡拉OK（音高调整、回声效果、计分）和立体环绕模式（大厅、剧院、爵士、舞蹈、体育场）等。因此，PCM 后处理模块可在执行时更改配置。

《图四 CS982xx系列的音频管线》

结论

单芯片DVD-AV接收器已经问世。而先进的DVD处理器，如Cirrus Logic的CS982xx系列，已结合了模块式和可扩展的软件架构来支持高度整合、低成本DVD-AV接收器的所有需求。最重要的是，它具有强大的处理效能和扩展性能为我们实现未来家庭剧院系统所需的功能。（作者任职于Cirrus Logic）