新聞中心

EEPW首頁(yè) > 模擬技術(shù) > 設(shè)計(jì)應(yīng)用 > 將音頻編解碼器植入28nm高級(jí)移動(dòng)多媒體芯片系統(tǒng)

將音頻編解碼器植入28nm高級(jí)移動(dòng)多媒體芯片系統(tǒng)

作者: 時(shí)間:2013-12-06 來(lái)源:網(wǎng)絡(luò) 收藏
是系統(tǒng)架構(gòu)在數(shù)字域?qū)崿F(xiàn)盡可能多的功能。通過(guò)將更多的信號(hào)處理從模擬域轉(zhuǎn)到數(shù)字域,包括音量調(diào)節(jié)、混合和切換,可以利用先進(jìn)工藝。結(jié)果是,數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器移到離外界接口更近的地方,從而簡(jiǎn)化了模擬布局,其他功能則保留在數(shù)字域,而數(shù)字域受益于先進(jìn)工藝。

  通過(guò)將更多信號(hào)處理從模擬域遷移到數(shù)字域,可提高符合摩爾定律的數(shù)字電路比例,并減少模擬電路比例。這產(chǎn)生了以數(shù)字為中心的新架構(gòu)。在這種新架構(gòu)中,所有信號(hào)處理都在數(shù)字模塊執(zhí)行,周邊模擬電路包括數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器和異步采樣速率轉(zhuǎn)換器(ASRC),見(jiàn)圖2。ASRC技術(shù)將在下一部分詳細(xì)介紹。

  現(xiàn)代移動(dòng)多媒體系統(tǒng)有可能有多個(gè)數(shù)字主控,全部在各自的時(shí)鐘域運(yùn)行。例如,基帶處理器將管理與蜂窩式無(wú)線電的通訊,應(yīng)用處理器將管理來(lái)自系統(tǒng)閃存的媒體文件,而藍(lán)牙集成電路(IC)可連接數(shù)量不限的藍(lán)牙周邊設(shè)備。每個(gè)數(shù)字主控都分別按照異步時(shí)鐘速率運(yùn)行。因此,這一系統(tǒng)中的不僅在數(shù)字域和模擬域之間架起了橋梁,而且還在數(shù)字生態(tài)系統(tǒng)中不同時(shí)鐘域之間進(jìn)行互動(dòng)通訊。

圖2:伴隨數(shù)字音頻主控進(jìn)行以數(shù)字為中心的音頻處理

  圖2:伴隨數(shù)字音頻主控進(jìn)行以數(shù)字為中心的音頻處理

  靈活設(shè)計(jì)支持多個(gè)時(shí)鐘速率

  大量數(shù)字主控和時(shí)鐘域給音頻編解碼器,特別是對(duì)高度集成的28納米芯片系統(tǒng)造成了又一個(gè)挑戰(zhàn)。按不同標(biāo)準(zhǔn)速率對(duì)數(shù)字音頻采樣,如表1所示。音頻編解碼器上數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器要求的時(shí)鐘取決于音頻數(shù)據(jù)采樣速率和主機(jī)應(yīng)用于芯片系統(tǒng)上的時(shí)鐘。由于存在多種音頻采樣速率和各種主機(jī)時(shí)鐘,它們的組合相當(dāng)復(fù)雜。數(shù)字濾波器可為解決這一問(wèn)題發(fā)揮重要作用,原因是它們可以處理數(shù)字音頻接口和音頻數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器之間的數(shù)據(jù)采樣,因此能夠進(jìn)行采樣速率轉(zhuǎn)換。

  表1:標(biāo)準(zhǔn)音頻采樣速率
表1:標(biāo)準(zhǔn)音頻采樣速率

  由于數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器必須以過(guò)采樣頻率(通常是128X和256X)運(yùn)行,驅(qū)動(dòng)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器所需的主時(shí)鐘頻率介于5-12MHz范圍。因此,音頻編解碼器必須支持各種不同的音頻采樣速率,并適應(yīng)主時(shí)鐘頻率,便于其在應(yīng)用中集成。但是,由于存在多種時(shí)鐘頻率比率的組合與制約,這個(gè)目標(biāo)實(shí)現(xiàn)起來(lái)并不直接。因此,數(shù)字濾波器必須包括采樣速率轉(zhuǎn)換配置。表2是音頻采樣速率和采樣速率轉(zhuǎn)換不同組合的常用采樣頻率。

  表2:音頻采樣速率和采樣速率轉(zhuǎn)換不同組合的常用采樣頻率
表2:音頻采樣速率和采樣速率轉(zhuǎn)換不同組合的常用采樣頻率

  為了適應(yīng)所有數(shù)據(jù)速率和可用時(shí)鐘的組合,設(shè)計(jì)人員可采用各種技巧,詳見(jiàn)下一部分。

  技巧1:音頻時(shí)鐘使用鎖相環(huán)路

  由于一些條件如空間和/或成本的限制,許多應(yīng)用無(wú)法使用音頻編解碼器專用的晶體振蕩器。音頻編解碼器必須能夠支持現(xiàn)有主機(jī)主時(shí)鐘的不同音頻速率(通常是USB時(shí)鐘的12MHz或它的倍數(shù))。鎖相環(huán)路(PLL)可用于生成所需要的音頻時(shí)鐘。由于要求非常好的頻率分辨率以支持所有頻率組合且,同時(shí)要提供低抖動(dòng)輸出時(shí)鐘,這對(duì)鎖相環(huán)路的性能要求超出了一般標(biāo)準(zhǔn),而且。因此,最好采用不要求鎖相環(huán)路的其他解決方案。

  技巧2:重復(fù)使用沒(méi)有鎖相環(huán)路的USB時(shí)鐘

  一種替代解決方案是采用沒(méi)有鎖相環(huán)路的技術(shù),即重復(fù)使用USB時(shí)鐘和避免為音頻添加專用鎖相環(huán)路。USB是非常很受歡迎的接口,幾乎是普遍存在于所有應(yīng)用中。12MHz或24MHz的時(shí)鐘都可使用,它們的抖動(dòng)相對(duì)較低,而這是音頻的重要要求。24MHz USB時(shí)鐘可支持48kS/s音頻速率及其倍數(shù)的音頻速率,如96kS/s和192kS/s,因?yàn)樗钦麛?shù)倍數(shù)(24,000=125x192)。要使用24MHz USB時(shí)鐘,需要將濾波器采樣速率轉(zhuǎn)換從標(biāo)稱的128倍重新配置為125倍。<



關(guān)鍵詞: 音頻 編解碼器 多媒體芯片

評(píng)論


相關(guān)推薦

技術(shù)專區(qū)

關(guān)閉