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數位訊號處理器有效實現個人化生活
持續連線與強化體驗

【作者: Jackie Brenner】   2016年12月12日 星期一

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我們身處在由數據資料構成的世界,財務、醫療及娛樂資料無所不在。而這些資料,無論是音訊、視訊或文字,都是為人們自身以及生活的興趣所量身打造。TI(德州儀器)認為,數位訊號處理器(DSP)可強化此種持續「連線」且個人化的體驗。您用自己的聲音說話、聆聽他人的聲音、聽音樂,並觀看周遭的世界。這些類比訊號可藉由數值數位化,呈現出我們聲音的聲調或頻率,以及說話時的振幅或音量。


DSP可即時運作,在接收資料後,同時在下個資料點到達之前便立即處理資料。不同於其他處理器,此類處理器不收集資料,也不會藉由離線運作來產生結果。



圖一 :  66AK2G02 SoC功能區塊圖
圖一 : 66AK2G02 SoC功能區塊圖

處理真實世界的數據資料,意味著需要運用大量的乘法、加法及減法,以獲得真正需要的資訊。舉例來說,該公司的DSP包含硬體乘法器(Hardware Multipliers),可快速執行大量數學運算,且只需一個時脈週期即可完成。具備多個資料匯流排及充足的晶片內建記憶體,可讓資料持續流入及流出處理引擎。


即使在單核心配置中,C66x DSP也是極佳的多工處理器。其固有的平行能力可讓使用者同時執行更多工作,意即更多的數學運算、更多的數據資料比較,同時可利用管線將問題拆解成較小的工作,以加快完成的速度。這款可編程處理器是優良的「C」引擎,C6000編譯器在編譯時會進行硬體資源的配置,無需組合語言即可達到高效能。


汽車與家中的音訊

以DSP技術為基礎的音訊裝置是第一項個人化的裝置,它讓我們建立自己的播放清單,並可在外出時隨身攜帶。但如果想提升音訊體驗,讓使用者在車內或家中隨時都能享受環繞音響效果,應該怎麼做?


車用放大器可在車內創造音訊環境。這些放大器位於車門上的喇叭與儀表板的後方。汽車的環境很難創造出音樂廳的體驗,因為這個環境充滿噪音,且汽車為達到更好的油耗表現而越做越輕的結果,讓噪音問題越來越嚴重。



圖二 : 車用放大器設計
圖二 : 車用放大器設計

那麼該如何解決此問題?600-MHz C66x DSP負責音訊處理(等化、混音、壓縮、延遲補償等)以及消除雜訊。ARM Cortex-A15提供網路介面的系統控制。依據特定車型,車內可能使用的網路通訊介面包括 CAN 以及媒體近端匯流排(MLB)或乙太網路。利用開機用的QSPI記憶體及2.5MB 晶片內建記憶體,可能可以免除雙數據速率(DDR)記憶體,藉此降低功耗以及整體系統的成本與尺寸。汽車音訊對於乙太網路的需求包括時間同步、音視訊橋接(AVB)傳輸、服務品質(QoS)及串流媒體灌封。



圖三 : 用於可編程邏輯控制器
圖三 : 用於可編程邏輯控制器

在居家方面,新音訊應用使市場對於處理器效能需求高於目前的解決方案。網際網路音訊串流與本機媒體串流(Wi-Fi、硬碟機、MP3檔案)需更高ARM效能。該公司的系統單晶片具備三個多聲道音訊序列埠或McASPs。McASPs可提供通用音訊序列埠的功能,並針對多聲道音訊應用需求進行最佳化。McASP可支援多種資料格式。其他主要功能包括彈性的時鐘與訊框同步產生,以及最十六個傳輸或接收資料針腳與串列器。這三項功能可同時使用,且各自擁有兩個時鐘區域(Clock Zone)。


(本文作者為德州儀器型錄處理器系統應用團隊資深技術人員)


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