很少有應用比現(xiàn)代助聽器面臨更多的技術限制。在這里，在較小的設計內(nèi)提高性能水平和降低功耗的需求大于消費電子。
這種壓力被助聽器行業(yè)目前每年增長4-6%(據(jù)一些知名的市場研究公司)的事實放大，由中國和印度人口老齡化和新的市場發(fā)展所推動。因此，有必要以改進的功能滿足更大范圍的患者。
通過集成更精密的數(shù)字信號處理(DSP)的半導體方案，將使制造商能夠滿足助聽器用戶的這些需求。下文詳細介紹影響DSP技術的各種設計考量及在當今助聽器內(nèi)的應用。
簡單來說，助聽器的工作原理如下。聲波由麥克風接收，并轉換成一個模擬電信號。一個模擬-數(shù)字轉換器拾取這個模擬信號，并把它轉換成一個數(shù)字信號。然后，用DSP算法處理和調(diào)節(jié)它。然后該數(shù)字信號被重新轉換為模擬形式，傳遞到接收器，并轉換成由助聽器用戶聽到的聲波。為了盡量減少這些設備的視覺影響，提高佩戴者的舒適性，更分立的新模型被引入。常用的耳背式(BTE)設備現(xiàn)在開始被位于耳道內(nèi)更深的助聽器替換，如深耳道(CIC)和耳道內(nèi)不可見(IIC)設備，或微型耳罩式設備(又稱微型耳背式或OTE)。助聽器這種“聽到但看不到” 的趨勢需要大量系統(tǒng)小型化到為設備供電的集成電路。
定制需求
原始設備制造商(OEM)正探索可實現(xiàn)助聽器自身獨特的數(shù)據(jù)信號處理算法的IC方案。這將支持更高能效的“平臺”策略到位，不同的助聽器模型從同核DSP創(chuàng)建。例如，輕度聽力受損可由一組特定的算法來解決，而高功率器件，解決嚴重的聽力受損，可以使用相同的平臺，但區(qū)別于額外的增益或功能和性能。
與可攜式電子設備無線互通互聯(lián)
已經(jīng)有相當大的興趣使用無線技術，實現(xiàn)助聽器和電子設備如智能手機之間的音頻信號傳輸。通過2.4 GHz頻帶(基于藍牙和ZigBee無線標準)，無線互通互聯(lián)可以使助聽器的用戶直接從電子設備體驗音頻。例如，用戶可從手持設備串流音樂，或使用他們的助聽器作為一個耳機進行通話。無線互通互聯(lián)也可增強用戶和設備之間的互動。使用智能手機，助聽器用戶可以很容易地調(diào)整和自定義參數(shù)和設置(如音量控制)，而不需要繁瑣的繼電器配件。由于無線技術沒有明確的標準，工程師必須能夠快速適應新興標準，如藍牙低功耗。
DSP架構選擇
有許多不同類型的DSP架構可用于現(xiàn)代半導體。由于該架構對助聽器設計的整體能效將有相當大的影響，OEM工程團隊應確保他們認真考慮可用的選擇，最后做出決定選擇一個。
1. 封閉式架構
采用一個封閉的、固定功能結構的DSP直接硬連線入架構中，優(yōu)化系統(tǒng)功耗和尺寸。但這以犧牲系統(tǒng)靈活性為代價。雖然一些小的參數(shù)仍然可調(diào)，但如果沒有大的重設工作，IC的基本功能不能被改變 - 這是昂貴和耗時的。
2. 開放式可編程架構
開放式可編程架構為OEM提供改進的設計靈活性，因為DSP算法可相對易于修改。然而，這種靈活性被容納在一個更大的系統(tǒng)，這不能滿足現(xiàn)代助聽器嚴格的功率和尺寸要求。
3. 半可編程及特定應用、開放式可編程架構
能將封閉式和開放式可編程的有利屬性結合在一起的替代架構現(xiàn)在正在出現(xiàn)。半可編程架構基本的DSP功能是硬接入邏輯模塊和額外的可編程DSP元素，額外的能力可以在軟件中實現(xiàn)。雖然這提供了一些靈活性，但半可編程架構仍然比封閉式架構有大得多的功率預算。特定應用、開放式可編程架構提出了另一種方法。在這里，DSP結構是結合對應用需求的深入了解而設計和優(yōu)化，以處理特定應用的特定信號處理要求。它有開放可編程架構的軟件可編程能力和相對接近封閉式架構的電源能效，設計布局很好實施和利用適合的半導體幾何結構。這樣的架構推進OEM廠商現(xiàn)在所需的平臺方案。
安森美半導體的Ezairo 7100是緊湊的、極精密的系統(tǒng)級芯片(SoC)方案，針對下一代助聽器的部署。它結合一個模擬前端，一個ARM Cortex-M3處理器，和一個24位四核DSP(基于特定應用、開放式可編程架構)到單個半導體芯片。封閉式和開放式可編程混合架構的實施意味著在最大時鐘速度10. 24MHz運行時IC消耗小于0.7 mA。這能降低系統(tǒng)功耗，同時仍然給工程師必要的設計靈活性(算法可調(diào))，以創(chuàng)建功能豐富的助聽器設計，從競爭中脫穎而出。
總之，助聽器行業(yè)的技術在不斷變化– 利用迅速發(fā)展的創(chuàng)新和針對新興市場。強勁的競爭和更快上市的市場需求，導致產(chǎn)品生命周期縮短，和需要更大的差異化。使用安森美半導體的可編程或特定應用架構的DSP技術，工程師將創(chuàng)建更小的、功能豐富的助聽器，提高用戶的舒適度和滿意度。
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