全新 32 位微控制器實現真正的單芯片DRM 數字音頻編解碼器

隨著近幾年數字音頻產品的爆炸性增長，市場上出現了很多芯片或者芯片組來滿足更高級的播放器要求。但是有些進入數字音頻市場的產品也存在一些陷阱，事情并不是像選取適當的處理器硬件那樣簡單。

在近幾年，一直是單獨的音頻和多媒體播放器在占據市場的主體，但是一些消費者也在試圖把他們的便攜式媒體播放器與其家庭或者汽車立體聲音響設備連接在一起，這也促使一些在家庭或者汽車立體聲音響設備市場的廠商把他們的高保真（HiFi）系統用于數字音頻時代。

采用計算機硬件
一些廠商已經試圖在音頻和多媒體播放器中采用計算機硬件，這些硬件雖然在處理計算機多任務的龐大數據面前表現非常優秀，但是卻給音頻設計師帶來了很大挑戰，主要表現在相對較慢的速度、不可預知的任務切換，以及相對較差的實時性能。這種計算機硬件實現的系統受制于高功耗，并且為了實現無中斷的播放，需要很高的CPU運行速度。另一方面，集成度不高也是問題，許多系統需要3或4個芯片，包括MPU、SDRAM、NAND閃存和音頻編解碼器。要進一步削減芯片的數量已經不現實，因為現代晶圓工藝不允許把這些技術在同一個硅片上實現。

專用集成電路途徑
另外也有一些廠商采用單芯片的專用集成電路（ASIC）模式。以往微控制器的處理能力只滿足解碼數字音頻內容的部分需求，因此需要在現有微控制器中增加一個定制的MP3或者類似的解碼器。由于單一IC意味著可以設計一個更小的電路板，這種途徑長期以來被便攜式音頻播放器廠商認為是一個優勢方案。這種方式的另外一個優勢在于其可降低功耗，因此允許采用體積更小的電池。之所以能夠降低功耗，部分原因是由于DSP需要較低的時鐘速率，同時也不再需要外圍存儲器總線。這種方案盡管有體積和功耗方面的優勢，但也存在很大風險。由于技術標準的變化和消費期望的改變，一個新產品可能在真正面市銷售之前已經過時。

完美的音頻編解碼器
很明顯，理想的解決方案是采用已經商用的微控制器，同時它應具有一個功能足夠強大的CPU來解碼音頻內容，不再需要定制音頻解碼器。這種方案具有所有單芯片ASIC的優勢，而且由于沒有可能過時的硬件，使平臺能夠具有足夠高的靈活性來滿足消費者需求方面的改變。

非常明確，哪里有需求，哪里就有解決方案。愛特梅爾公司最新發布的32位微控制器AT32UC3A3能夠提供所需要的DSP性能，并支持創新的DMA方案，這意味著可以實現高可預見性的音頻解碼器，能夠達到高級的音頻質量。

軟件音頻解碼
AVR32微控制器的控制中心是AVR32 CPU內核，其獨特之處在于可提供僅僅在高端CPU和DSP上才會有的寬范圍DSP指令。由于具有很高性能，使其不再需要定制的音頻解碼器硬件就可以對MP3數據流進行解碼，而工作頻率只有20MHz稍高一點。由于CPU最高工作頻率可達72MHz，因此CPU有足夠的性能余量來處理AAC和AAC+等更“繁重”的音頻格式。除此之外，CPU還有足夠的性能來運行操作系統、文件存儲以及通信，等等。

為了支持加密音頻格式的回放，愛特梅爾公司可提供AT32UC3A3系列的一個衍生產品，其內置有256bit AES加密單元，這樣可以非常有效地提高數字加密音頻的解密速度。但是這種帶有AES加密單元的產品受到美國出口的嚴格限制，因此不面向傳統的消費音頻設備市場。