不論是專業的音頻設備,還是消費電子音頻應用,它們對于音質的追求從未止步。新的音頻標準對信號處理及帶寬有著更高的要求,以便在更大的音頻格式范圍內提供高質量的聲音再現。對于數字電視、機頂盒、藍光播放機、平板電腦及便攜式音頻設備而言,日益增加的多聲道音頻內容的使用,以及更高的采樣速率,都增加了SoC的復雜性。通過使用專門的音頻子系統,可幫助主處理器卸載音頻處理的任務,從而降低設計復雜性,提升SoC的性能與效率。
日前,新思科技公司(Synopsys)推出了用于SoC設計的一套完整的、集成化硬件和軟件的音頻IP子系統DesignWare SoundWaveAudio Subsystem。它完全可配置,并支持具有24位精度的從2.0到7.1聲道的音頻流。
音頻IP子系統SoundWave包含以下組件:32位DesignWare ARC音頻處理器、標準數字接口、模擬編解碼器,一個可支持來自Dolby、DTS和SRS的最新格式的軟件音頻編解碼器綜合庫,以及一個集成媒體流框架的完整的軟件環境。它同時還包含了虛擬的和基于FPGA的設計原型,以幫助工程團隊加速軟件的開發和對整個系統的驗證。
這一音頻子系統最顯著的特點是選擇了一個ARC單核或雙核高能效32位音頻處理器,它專為并行處理多個高清、多通道音頻流而優化。客戶可根據設計需求自行進行選擇,針對比較簡單的應用可選擇單核,若是需要更為高級的音頻處理能力,則可以選擇雙核。以ARC雙核音頻處理器為例,其中一個核可進行音頻編解碼的處理工作,而另一個核則可完成音頻后處理功能,供客戶繼續配置以實現差異化。此外,得益于ARC音頻處理器的XY Memory架構,這一音頻子系統對長延時的內存訪問有著較高的容忍度。
完整的音頻IP子系統SoundWave
據了解,所謂IP子系統是指將多種經過驗證的IP模塊單元和完整的軟件解決方案整合到一個集成化設計之中,包含交互作用的硬件和軟件。Synopsys高級產品推廣經理Henk Hamoen介紹,隨著越來越多的功能集成到一片SoC中,開發和維持必要的功能模塊代價頗高,這些模塊非常復雜,同時也不能很好地體現差異性。通過將多個IP模塊與軟件集成到一個預先驗證的子系統,Synopsys帶來了一套可配置的、在SoC中現成可用的音頻解決方案,使他們能夠迅速實現其SoC所要求的音頻功能。這可顯著減少設計師的工作量,降低設計風險,使他們能夠將精力集中到開發應用中有差異化的部分并加速產品上市。這一解決方案將為設計集成與驗證節省至少兩人年的工作量,這些工作量包括:探明應用需求,執行硬件/軟件功能劃分,對來自不同供應商的IP進行選擇與配置,硬件/軟件架構的IP集成與開發,主機接口軟件開發,功能、集成與性能測試,以及SoC設計流程。這一系列簡化使SoundWave稱得上是“放入即用”的音頻子系統。
Henk Hamoen強調,在當前的設計環境中,軟件是一個差異化因素。通常,開發SoC的公司在軟件上的耗時已經多于硬件,且隨著產品復雜性的逐步上升,這種差異化會進一步擴大。通過提供一個完整的、包含內置的且經過驗證的軟件音頻子系統,可使客戶將資源集中到其它更為關鍵的因素上。
相關資料顯示,到2014年,在一片SoC上所集成的IP模塊數量的平均值有望接近120個,完整的、預先驗證過的IP子系統由于包含與IP一同使用的硬件和軟件,能夠使設計師在芯片級而非單個模塊級來解決他們的設計問題。市場研究公司Semico Research的高級市場分析師Rich Wawrzyniak認為,通過SoundWave音頻子系統,Synopsys在IP產業中開辟了新的領域,可幫助設計師以更快的速度進行創新。