隨著便攜式電子產(chǎn)品市場逐漸擴(kuò)大，極大地拉動(dòng)了電子元器件的應(yīng)用，同時(shí)也對器件本身提出了更高、更復(fù)雜的要求。低功耗、小封裝、高性能是三個(gè)最基本的要求。而在音頻處理技術(shù)方面，圍繞這三個(gè)基本要求，半導(dǎo)體與零部件供應(yīng)商紛紛進(jìn)行研發(fā)投入，開發(fā)出新一代的音頻產(chǎn)品與技術(shù)，使之能夠滿足便攜式電子產(chǎn)品對器件的要求。
移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)對音頻傳輸
提出新要求
隨著越來越多的便攜式電子產(chǎn)品具有了網(wǎng)絡(luò)功能，這些產(chǎn)品中的音頻應(yīng)用必須支持所有的流媒體和基于PC/互聯(lián)網(wǎng)的音頻格式，且需要滿足最苛刻的比特率、采樣率和聲道數(shù)要求。
這種要求是源于人們希望在移動(dòng)時(shí)也能夠欣賞和在家中一樣的各種媒體內(nèi)容，雖然他們不強(qiáng)求同等的體驗(yàn)，但最少應(yīng)能播放相同的內(nèi)容。除了純粹的音頻解碼之外，還需要各種不同的后處理算法來提升收聽體驗(yàn)，如低音增益、均衡器和空間修正(room correction)等。由于便攜式設(shè)備往往采用較低成本的揚(yáng)聲器，動(dòng)態(tài)范圍壓縮(DRC)這樣的揚(yáng)聲器增強(qiáng)算法也因而大派用場。
上述的音頻處理無論在計(jì)算復(fù)雜性或是供應(yīng)音頻處理器及揚(yáng)聲器所需的高數(shù)據(jù)帶寬方面都頗具挑戰(zhàn)性。為了提供真正的高保真音頻體驗(yàn)，杜比數(shù)字(Dolby Digital)或DTS等音頻算法都采用了更高的采樣率(如192kHz) 和更多的聲道數(shù)(如7.1) 。要解碼這類內(nèi)容，即便是使用帶立體聲揚(yáng)聲器的移動(dòng)設(shè)備，也需要大量的數(shù)據(jù)傳輸。
低功耗需求同樣適用音頻處理
便攜產(chǎn)品的趨勢依舊是向更輕薄小巧的方向發(fā)展，并通過延長播放時(shí)間和增加更多功能來提升用戶體驗(yàn)，這就需要顯著降低總體功耗，以便延長電池的工作時(shí)間，在這方面音頻處理技術(shù)廠商也做出了貢獻(xiàn)。
CEVA 公司合作伙伴及生態(tài)系統(tǒng)副總裁Eyal Ben-Avraham認(rèn)為，早在好幾年前，CEVA便認(rèn)識(shí)到，未來的便攜式音頻需要一種跟目前市面上的任何器件截然不同的高性能音頻處理器，而這種處理器必須能夠以超低功耗為電池供電設(shè)備提供高清質(zhì)量的音頻。
據(jù)歐勝電子大中國區(qū)銷售經(jīng)理鐘慶源介紹，以歐勝今年早期推出的一款超低功耗編碼解碼器(CODEC) WM8903為例，這款產(chǎn)品可顯著延長便攜設(shè)備音頻的播放時(shí)間。同時(shí)，歐勝高度集成的、帶有無電容耳機(jī)驅(qū)動(dòng)器CODEC可以幫助系統(tǒng)制造商省去兩個(gè)分立式電容器，從而縮小PCB尺寸。這些都在音頻處理部分降低了對功耗的需求，為系統(tǒng)降低總體功耗做了貢獻(xiàn)。
音頻處理也需要可編程
以往提到可編程技術(shù)，根本就不會(huì)涉及音頻處理環(huán)節(jié)，如今隨著便攜式電子產(chǎn)品越來越短的研發(fā)周期，可編程技術(shù)也開始進(jìn)入這一領(lǐng)域。
據(jù)CEVA公司Eyal介紹，CEVA是以IP而不是芯片的形式提供該技術(shù)，CEVA的客戶可以把音頻DSP處理器嵌入到自己的系統(tǒng)級芯片中，但卻能夠提供比目前市場上眾多分立式音頻芯片較高的性能。值得一提的是，CEVA DSP解決方案是完全可編程的，這意味著CEVA的客戶還能夠自行增加可在CEVA DSP上運(yùn)行的軟件，實(shí)現(xiàn)其解決方案的差異化。
因此，CEVA開發(fā)了一款32位DSP內(nèi)核和一個(gè)音頻專用子系統(tǒng)，務(wù)求以較有效的方式處理和傳輸音頻樣本。
目前，CEVA公司提供基于CEVA-TeakLite-III DSP內(nèi)核的完整的音頻解決方案CEVA-HD-Audio，以滿足新一代的便攜式裝置對音頻處理的要求。CEVA-TeakLite-III是專為處理高端音頻算法而開發(fā)的高性能音頻處理DSP，它包含一個(gè)帶72位累加器的32x32乘法器，以及其它用于簡潔高效地執(zhí)行各種音頻算法的硬件機(jī)制。除了性能較高和功耗超低等優(yōu)勢之外，CEVA-HD-Audio解決方案還能提供預(yù)先優(yōu)化的廣泛的音頻編解碼器組合。上述功能都有助于我們的客戶縮短產(chǎn)品上市時(shí)間和開發(fā)周期。
音頻處理技術(shù)面臨更多挑戰(zhàn)
基于消費(fèi)者對音頻質(zhì)量的高要求，雖然目前音頻處理已經(jīng)為便攜式應(yīng)用解決了諸多問題，但是在小型化和低功耗的趨勢下，需要解決的技術(shù)難題仍然有很多。
歐勝公司鐘慶源表示，音頻處理技術(shù)目前需要克服的困難很多，比如由ADC和DAC轉(zhuǎn)換而來的音頻復(fù)原的精確度仍需提高。另外，對于便攜式電子產(chǎn)品來說，噪音的消除特別突出，如揚(yáng)聲器和耳機(jī)的爆破音，來自A/B/D類功率放大器的背景噪音以及手機(jī)應(yīng)用中的GSM TDM噪音，EMC對音頻的干擾等，還有在音頻信號(hào)傳輸和接收過程中的噪聲消除，都是必須解決的問題。
CEVA 公司Eyal則認(rèn)為，為了提高音質(zhì)和音效，技術(shù)上必須實(shí)現(xiàn)用于增強(qiáng)收聽體驗(yàn)的創(chuàng)新性音頻算法，以及其在音頻硬件上的應(yīng)用。同時(shí)，要?jiǎng)?chuàng)建用于高效音頻處理的硬件子系統(tǒng)，及發(fā)展用于音頻處理子系統(tǒng)的高效構(gòu)建和建模的軟件工具。所有這些都有利于音頻處理廠商面向便攜式電子產(chǎn)品推出更好的產(chǎn)品。
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