数字音频的低功率处理(06-100)

　　特别地，HiFi音频引擎具有称之为FLIX(灵活长度指令扩展)的特性，此特性允许处理器用已有的16位和24位Xtensa指令混合定制的宽指令。每条FLIX格式指令可以在每个宽指令字内组合多个独立运算到运算位置中。XtensaLX处理器的扩展部分Xtensa HiFi2音频引擎包括300多条音频专用DSP指令，包括24位MAC(乘/累加)和流编码指令，这极大地降低了实现最复杂音频编译码器所需的处理周期数。

　　某些新的音频专用指令是24位指令，某些是FLIX格式指令。HiFi音频引擎中的FLIX格式指令有两个运算位置。

　　HiFi2音频引擎所增加的附加硬件包括两个MAC单元。每个MAC单元可以执行24×24位和32×16位乘法而且它们都是流水线式的，所以每个时钟周期可以产生一个新结果。所增加的硬件也包括Huffman编码器和译码器、位流处理器和处理24位音频数据的两个专门寄存器列。其中1个寄存器列由8个48位寄存器(每个寄存器保持两个24位值)，另一个寄存器列由4个56位寄存器(保持两个MAC单元产生的扩展精度结果)组成。

　　性能结果

　　端接到Xtensa HiFi 2音频引擎结构的数字音频编译码器的性能结果表明，用很窄处理器带宽的设计支持高质量的编译码器。例如，MP3译码器播放从48KHz/128Kbit/s 立体声格式存储的音乐仅需要13~15MHz处理器带宽。MP3编码器在类似的位率仅需要38~40MHz处理器带宽。对于AAC-LC编码器/译码器WMA译码器可达到类似的带宽。

　　Xtensa LX处理器采用扩展的时钟选通来降低功耗。这种特性与在Xtensa HiFi 2音频引擎结构中实现数字音频编译码器所需的低时钟率相接合产生一个音频处理器，此音频处理器具有良好的功率效率。带Xtensa HiFi 2 音频引擎扩展的Xtensa LX处理器消耗91mmW/MHz。

　　功率性能

　　在运行AAC-LC编码器时，HiFi 2音频引擎可以工作在38MHz，功耗为3.5mW。

　　Xtensa HiFi 2音频引擎结构在如下三方面得到改进：降低了实现先进数字音频编译码器所需的处理器带宽；降低了运行数字音频编译器所需的功率(因为降低了要求和具有更扩展的时钟选通)；结构所需门电路较少。

　　结语

　　增加音频专用指令，使可配置处理器芯核(如Xtensa LX处理器芯核)可以为创建数字音频产品提供一个有效的、低功率、高性能平台。这样的平台可运行多个音频编译码器，同时，如果需要也可以执行一般DSP不能实现的控制任务。(冰)