基于DSP的超低功率音頻編解碼器幫助解決音頻方案挑戰(zhàn)

便攜式消費(fèi)電子設(shè)備制造商目前面臨著開發(fā)低成本、高性能、功能豐富而且電池壽命更長(zhǎng)的音頻解決方案的艱巨挑戰(zhàn)。同時(shí)，制造商也被迫縮短開發(fā)時(shí)間以便領(lǐng)先一步推出新產(chǎn)品。隨著最近帶嵌入式迷你DSP和強(qiáng)大圖形編程工具的超低功率編解碼器的成功推出，制造商現(xiàn)在已經(jīng)能夠滿足這些復(fù)雜要求。

這些器件具有超低功耗和DSP處理能力，能為那些需要獨(dú)立編解碼器的系統(tǒng)、以及采用基帶處理器或帶模擬I/O的應(yīng)用處理器芯片的系統(tǒng)提供低功率音頻解決方案。其圖形化編程環(huán)境和豐富的軟件庫(kù)使得應(yīng)用程序的開發(fā)時(shí)間縮短到傳統(tǒng)編程環(huán)境所需時(shí)間的一小部分。

在低功率操作方面，這些新一代超低功率編解碼器能使模擬和數(shù)字內(nèi)核在1.5V到1.8V的單電源下工作。通過使數(shù)字內(nèi)核的工作電壓低至1.26V，從而可能進(jìn)一步降低功耗。許多器件有低功率工作模式。然而，新增的功率調(diào)整功能還能讓設(shè)計(jì)師根據(jù)錄音與回放路徑中使用的各種配置和處理?xiàng)l件調(diào)整器件功率。設(shè)計(jì)師可以根據(jù)輸入通道數(shù)量、輸出驅(qū)動(dòng)要求、采樣率、想要的輸入輸出信噪比(SNR)性能、以及使用的處理功能對(duì)功率進(jìn)行動(dòng)態(tài)優(yōu)化，從而實(shí)現(xiàn)功耗的最小化。

通過這種方法可以靈活調(diào)整編解碼器功耗，從而為不同的音頻再現(xiàn)模式(按鍵音、消息音、語(yǔ)音通信和音樂再現(xiàn))、不同的I/O配置(聽筒或耳機(jī)操作)和不同的信號(hào)處理要求(低噪聲或高噪聲通信環(huán)境)提供最佳性能，如圖1所示。功率調(diào)整控制還允許進(jìn)行額外配置，如配置成較少轉(zhuǎn)換的模擬旁路工作模式、PLL或PLL-less的工作模式、D類或AB類耳機(jī)驅(qū)動(dòng)模式等。這些配置控制通過I2C或SPI總線進(jìn)行管理。

功率調(diào)整功能使便攜式音頻設(shè)備的電池壽命產(chǎn)生顯著延長(zhǎng)。低功率操作模式允許帶信號(hào)處理功能的超低功率編解碼器的功耗在處理按鍵/消息音時(shí)低于5mW，在處理8kHz或16kHz的語(yǔ)音通信時(shí)低于7mW，在進(jìn)行最高質(zhì)量的44.1kHz立體聲耳機(jī)音樂再現(xiàn)時(shí)低于10mW。

在一個(gè)芯片中整合超低功率數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換和低功率信號(hào)處理功能可以顯著節(jié)省包含應(yīng)用處理器和編解碼器的傳統(tǒng)系統(tǒng)架構(gòu)的功耗。在這些架構(gòu)中，超低功率編解碼器可以執(zhí)行應(yīng)用處理器的一些甚至全部音頻處理功能。

含基帶或應(yīng)用處理器芯片的系統(tǒng)一般都具有模擬輸入和/或輸出功能。帶信號(hào)處理功能的編解碼器可以為新增特性或功能提供低成本、短開發(fā)周期的解決方案，無需重新編程或替換現(xiàn)有的基帶或應(yīng)用處理器。

帶嵌入式迷你DSP的新型超低功率編解碼器是用于延長(zhǎng)電池壽命的強(qiáng)大工具之一。這些器件及其強(qiáng)大的圖形化編程工具可以為各種便攜式音頻處理和通信系統(tǒng)架構(gòu)提供低功率音頻解決方案。在立體聲回放時(shí)功耗可低至2.4mW。編程是在圖形化軟件環(huán)境中完成的，因而也簡(jiǎn)化了制造商的編程過程。

便攜式消費(fèi)電子設(shè)備市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)非常激烈，更新速度也非?？?。快速上市時(shí)間和極低功耗器件可以幫助制造商縮短他們的設(shè)計(jì)周期，并開發(fā)出有特色的產(chǎn)品。帶嵌入式DSP和能快速編程的圖形化軟件開發(fā)環(huán)境的極低功率音頻轉(zhuǎn)換器將提高制造商的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。

圖1：功耗隨SNR和電壓增加而增加。用戶可以根據(jù)應(yīng)用和系統(tǒng)要求調(diào)整功率。