利用SHARC處理器成就頂級音頻系統品質

　　ADI公司的浮點SHARC處理器被公認為高品質音頻處理的黃金標準。該處理器的高性能數字信號處理(333 MHz /2 GFLOPS)使Fujitsu Ten公司的聲音空間控制技術有能力產生與高品質家庭音響設備相媲美的清晰度和聲音效果。SHARC處理器也使Fujitsu Ten公司可實現動態聲音調整所需要的有限脈沖響應(FIR)濾波器。

　　除了提供Fujitsu Ten音頻功率放大器所要求的密集計算能力之外，SHARC處理器將大型的內存陣列和先進的片上外設集成到單一的匯聚型架構中，可簡化產品開發并縮短產品上市時間。ADSP-21364處理器的集成型8通道異步采樣率轉換器是Fujitsu Ten公司的聲音空間控制技術得以實現的一個關鍵部件，它幫助Fujitsu Ten公司降低了BOM成本并減小了音頻放大器的尺寸。板上采樣率轉換器不但實現了高強度音頻信號轉換，而且還降低了通常因外部外設引起的性能延遲。

　　2. SHARC助PreSonus實現低成本專業音頻系統

　　PreSonus公司是一家全球最具創新性的音頻制作設備供應商之一。PreSonus前不久發布的StudioLive數字音頻混合器和多通道錄音系統選擇了ADI公司的32位浮點SHARC處理器，實現了在價格經濟的小型系統中提供專業品質的數字效果處理性能和音質。StudioLive被稱為“迄今為止全球最強大最靈活的十六通道數字混合器”，該產品帶有十六個高凈空余量XMAX麥克風前置放大器、內置32x18 FireWire錄音和回放引擎、帶4波段EQ的“Fat-Channel”處理、壓縮器、限制器和門極、DSP效果、六個輔助總線、四個子群、廣泛的LED測量、混音器保存和取消、通道放大器組保存/取消/拷貝/粘貼以及對講系統等，突破了音樂表演和制作的新界限。

　　PreSonus公司當初希望設計出一款具有獨特功能的數字音頻混合器，以支持現場表演和錄音棚制作。新系統要求外形尺寸小、便于移動，并且具有較低的BOM成本以吸引那些預算有限的客戶，并且不能犧牲性能、功能和音質。ADI公司的ADSP-21369處理器為PreSonus公司帶來性價比與高級特性的完美組合，充分釋放出StudioLive系統的全部能量，并最終產生超出PreSonus公司工程師預期的音質水平。

　　StudioLive將專業數字混音器與完整的多通道錄音系統結合起來，可為同時要求“現場播放”和錄音棚最佳制作效果的用戶提供最具創造性的環境。為了實現這一獨特的功能組合，PreSonus需要一個能夠支持充分混音、動態效果處理和均衡功能，同時可提供實時音樂處理和錄音所需的顯著性能的處理平臺。最初的StudioLive產品設計采用了現場可編程門陣列（FPGA）作為主處理引擎，但PreSonus公司的工程師很快就發現FPGA方案會產生讓人難以接受的延遲，同時還加大了復雜音效的實現難度。借助浮點SHARC架構，PreSonus獲得了可確保出色性能的超強計算能力，以及可更靈活地進行PreSonus音頻算法編程和定制的魯棒指令集。在SHARC之外，PreSonus還考慮過在StudioLive中采用同類競爭性數字信號處理器，但由于400 MHz/2.4 GLOPS的浮點性能優勢，加之2 Mb片上SRAM、6Mb片上ROM以及支持SDRAM、SRAM、閃存和ROM存儲器的32位外部存儲器接口，他們最終選擇了SHARC。非凡的內核和存儲器性能配合突出的I/O吞吐能力，使SHARC超越了StudioLive對計算密集型實時信號處理的要求，可確保獲得近乎無限凈空余量的最佳無失真音頻性能。

　　PreSonus的工程師充分利用了SHARC強大的處理器架構，該架構使PreSonus能夠精簡開發過程并滿足其高遠的設計目標。借助諸如純數字S/PDIF發送器/接收器、8通道異步采樣率轉換器、8個高速串行端口、4個精密時鐘發生器和多個串行接口等各種片上音頻專用和通用外設，ADSP-21369簡化了StudioLive的硬件設計，并將BOM成本降至最低。

　　SHARC是音頻技術開發工程師將獨特功能編入其產品的高度靈活性的理想平臺。例如，PreSonus開發了一個任務調度內核，該內核利用SHARC的直接存儲器存?。―MA）以極低延遲來混合和處理現場音頻流。這個內核可用來管理資源和存儲器的動態分配，并通過八幀采樣周期將開銷降至最低，從而為要求嚴苛的現場音頻應用確保精密音頻處理和保真度。

　　借助SHARC，PreSonus能夠實現成本比StudioLive高二十多倍的系統的音質水準，以及快速增加用戶定制的數字音頻效果的靈活性，包括室內聲場仿真、混響、延遲和基于時間的效果。StudioLive帶有現場聲音制作所需的所有器件，包括28個壓縮器、28個限制器、28個門極、28個高通濾波器以及2個主控立體聲限制器等，從而為音樂人和音頻工程師節省了外部效果處理模塊的成本，而且節省了進行現場表演時設備安裝/拆卸的時間。

　　3. 基于SHARC的專業音頻應用模塊

　　Lab X技術公司與OEM廠商合作，為客戶開發音頻與互連產品，包括用戶接口、前置放大器、演播室混音臺、家庭影院、聲音分配，以及廣播解決方案。Lab X基于SHARC ADSP-21262開發了Mako 2126x DSP模塊，OEM可以在其設計中集成Mako板，或由Lab X為客戶進行集成，或提供完整解決方案。Mako是為集成到家庭影院、專業音頻以及商業音頻應用而專門設計的。

　　日益增長的音頻應用需要大量的信號處理能力，由于采用了集成的SHARC處理器，Mako不僅能節省OEM的時間，而且可以降低開發成本。SHARC是32位/40位浮點處理器，針對高精密信號處理應用而優化，如需要高性能處理器來運行算術密集解碼器和后處理算法的音頻應用。SHARC ADSP21262在200 MHz下具有5 ns的指令周期時間。利用單指令多數據（SIMD）計算硬件，SHARC ASDP21262可在200 MHz下達到1200 MFLOPS的性能。Mako還采用SHARC ADSP-21266處理器為家庭影院解碼器提供PCM、Dolby Digital、 DTS、Dolby DPL2以及THX后處理算法。

　　SHARC具有6個全雙工串行端口，提供與各種數字及混合信號外設的低成本接口，如ADI公司的音頻編解碼器、數模轉換器或模數轉換器系列產品。處理器包含串行外設接口（SPI），可提供SPI兼容端口與其它SPI兼容端口的通信；還可提供數字音頻接口，使各種外設可以連接到處理器20個DAI引腳中的任意一個。SHARC處理器包含多達13個同步串行端口，用于I2S或時分多址（TDM）輸入與輸出，以實現ADC與音頻處理器的接口。

圖1：Mako 2126x DSP模塊功能框圖

　　為什么是SHARC？

　　上面已經介紹了SHARC處理器的一些性能特點，下面再對該處理器的主要特點進行概要介紹。SHARC處理器支持高性能32位和40位擴展浮點運算以及32位定點運算，其內核采用一種單指令多數據(SIMD)架構，這種架構包含兩個能夠并行執行代碼的運算單元，這意味著用戶可以在這兩個運算單元中于同一周期內執行相同的指令，速度最快的SHARC處理器的內核時鐘頻率最高可達400MHz，其性能達到2.4Gflop。為了保持這種單周期操作性能，內核和存儲器之間具有很高的帶寬。而SHARC還具有一些浮點運算的優勢，如可以減少量化誤差，實現更高的精度和更大的動態范圍。這些特性使得SHARC非常適合用于從家庭影院系統和高清DVD到專業音響系統中的混頻器、放大器和合成器、汽車音頻放大器，等等。