基于可配置处理器Xtensa LX的数字音频方案

文章摘要：图2：HiFi 2结构框图 移植到Xtensa HiFi 2音频引擎结构的数字音频编解码算法的性能结果表明，设计只需要很小的处理器带宽就可以支持高质量的音频编解码。例如，MP3解码器在播放以48kHz/128kbps立体声格式存储的音乐时，只需要13~15MHz的处理器带宽。而在类似的码率下，MP3编码器也只需38~40MHz的处理器带宽。AAC-LC编码器/解码器以及WMA解码器也可以获得相似的结果。 Xtensa LX处理器采用广泛的时钟门控技术，该技术超越了Xtensa V处理器设计中使用的该技术，以用来降低功耗。该特性以及用来在Xtensa HiFi2音频引擎架构上实现数字音频编解码所

基于可配置处理器Xtensa LX的数字音频方案,标签：电子小制作,http://www.88dzw.com

图2：HiFi 2结构框图

移植到Xtensa HiFi 2音频引擎结构的数字音频编解码算法的性能结果表明，设计只需要很小的处理器带宽就可以支持高质量的音频编解码。例如，MP3解码器在播放以48kHz/128kbps立体声格式存储的音乐时，只需要13~15MHz的处理器带宽。而在类似的码率下，MP3编码器也只需38~40MHz的处理器带宽。AAC-LC编码器/解码器以及WMA解码器也可以获得相似的结果。

Xtensa LX处理器采用广泛的时钟门控技术，该技术超越了Xtensa V处理器设计中使用的该技术，以用来降低功耗。该特性以及用来在Xtensa HiFi2音频引擎架构上实现数字音频编解码所需的低时钟速率一起，产生了非常高效的音频处理器。具有Xtensa HiFi 2音频引擎扩展的Xtensa LX处理器采用TSMC 的130nm LV制造工艺，功耗只有91μW/MHz；而原来基于Xtensa V处理器的HiFi音频引擎的功耗则为207μW/MHz。

当执行AAC-LC编码器算法时，HiFi 2音频引擎工作频率为38MHz；而原来的Xtensa HiFi音频引擎工作频率则为85MHz。这些改进的结果是，在执行AAC-LC编码器算法时，Xtensa HiFi 2音频引擎的功耗为3.5mW；而原来的Xtensa HiFi音频引擎在执行相同任务时功耗则为17.6mW。尽管原来的Xtensa HiFi音频引擎的功耗已经很低了，但是Xtensa HiFi 2音频引擎的功耗仍然比原来降低了五倍。

Xtensa HiFi 2音频引擎架构同原来成功的Xtensa HiFi音频引擎相比，有三个方面的优势。首先，Xtensa HiFi 2音频引擎降低了实现先进的数字音频编解码的处理器带宽。其次，在执行这些数字音频编解码算法时，降低了功耗，这是由于需要的带宽降低，以及因为Xtensa HiFi 2所基于的Xtensa LX处理器与以前的Xtensa V处理器相比具有更多的扩展时钟门控。最后，基于Xtensa LX的Xtensa HiFi 2音频引擎架构与原来基于Xtensa V处理器的Xtensa HiFi引擎相比，实现时需要更少的门数(在200MHz时钟速率下，综合出来的处理器门数减少了大约20%)。

通过增加专用音频指令，Tensilica的Xtensa LX处理器可以提供一个高效的、低功耗、高性能平台用于构建数字音频产品。这样的平台可以执行多种音频编解码算法，同时如果需要的话也能执行超越传统DSP的控制类任务。而且，Xtensa HiFi 2音频引擎可以提供相同性能下低得多的成本和时钟频率。因此，与通用CPU相比可以大大降低功耗级别。

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