數字音頻的低功率處理(06-100)

　　特別地，HiFi音頻引擎具有稱之為FLIX(靈活長度指令擴展)的特性，此特性允許處理器用已有的16位和24位Xtensa指令混合定制的寬指令。每條FLIX格式指令可以在每個寬指令字內組合多個獨立運算到運算位置中。XtensaLX處理器的擴展部分Xtensa HiFi2音頻引擎包括300多條音頻專用DSP指令，包括24位MAC(乘/累加)和流編碼指令，這極大地降低了實現最復雜音頻編譯碼器所需的處理周期數。

　　某些新的音頻專用指令是24位指令，某些是FLIX格式指令。HiFi音頻引擎中的FLIX格式指令有兩個運算位置。

　　HiFi2音頻引擎所增加的附加硬件包括兩個MAC單元。每個MAC單元可以執行24×24位和32×16位乘法而且它們都是流水線式的，所以每個時鐘周期可以產生一個新結果。所增加的硬件也包括Huffman編碼器和譯碼器、位流處理器和處理24位音頻數據的兩個專門寄存器列。其中1個寄存器列由8個48位寄存器(每個寄存器保持兩個24位值)，另一個寄存器列由4個56位寄存器(保持兩個MAC單元產生的擴展精度結果)組成。

　　性能結果

　　端接到Xtensa HiFi 2音頻引擎結構的數字音頻編譯碼器的性能結果表明，用很窄處理器帶寬的設計支持高質量的編譯碼器。例如，MP3譯碼器播放從48KHz/128Kbit/s 立體聲格式存儲的音樂僅需要13~15MHz處理器帶寬。MP3編碼器在類似的位率僅需要38~40MHz處理器帶寬。對于AAC-LC編碼器/譯碼器WMA譯碼器可達到類似的帶寬。

　　Xtensa LX處理器采用擴展的時鐘選通來降低功耗。這種特性與在Xtensa HiFi 2音頻引擎結構中實現數字音頻編譯碼器所需的低時鐘率相接合產生一個音頻處理器，此音頻處理器具有良好的功率效率。帶Xtensa HiFi 2 音頻引擎擴展的Xtensa LX處理器消耗91mmW/MHz。

　　功率性能

　　在運行AAC-LC編碼器時，HiFi 2音頻引擎可以工作在38MHz，功耗為3.5mW。

　　Xtensa HiFi 2音頻引擎結構在如下三方面得到改進：降低了實現先進數字音頻編譯碼器所需的處理器帶寬；降低了運行數字音頻編譯器所需的功率(因為降低了要求和具有更擴展的時鐘選通)；結構所需門電路較少。

　　結語

　　增加音頻專用指令，使可配置處理器芯核(如Xtensa LX處理器芯核)可以為創建數字音頻產品提供一個有效的、低功率、高性能平臺。這樣的平臺可運行多個音頻編譯碼器，同時，如果需要也可以執行一般DSP不能實現的控制任務。(冰)