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)

便攜式消費電子設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的音頻解決方案的艱巨挑戰(zhàn)。同時，制造商也被迫縮短開發(fā)時間以便領先一步推出新產(chǎn)品。隨著最近帶嵌入式迷你DSP和強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)境和豐富的軟件庫使得應用程序的開發(fā)時間縮短到傳統(tǒng)編程環(huán)境所需時間的一小部分。

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)整功能還能讓設計師根據(jù)錄音與回放路徑中使用的各種配置和處理條件調(diào)整器件功率。設計師可以根據(jù)輸入通道數(shù)量、輸出驅(qū)動要求、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功率進行動態(tài)優(yōu)化，從而實現(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、語音通信和音樂再現(xiàn))、不同的I/O配置(聽筒或耳機操作)和不同的信號處理要求(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類耳機驅(qū)動模式等。這些配置控制通過I2C或SPI總線進行管理。

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

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

含基帶或應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電池壽命的強大工具之一。這些器件及其強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)架構提供低功率音頻解決方案。在立體聲回放時功耗可低至2.4mW。編程是在圖形化軟件環(huán)境中完成的，因而也簡化了制造商的編程過程。

便攜式消費電子設備市場競爭非常激烈，更新速度也非常快。快速上市時間和極低功耗器件可以幫助制造商縮短他們的設計周期，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爭優(yōu)勢。

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