MIPS将软件音频编/解码器加入内核,意图取代音频DSP

MIPS技术公司最近推出了一种消费类音频软件平台,它可以让开发人员在MIPS内核中快速地实现多种多样的音频算法。该平台意图“取代或包含”数字消费电子系统中常用的专用音频DSP,MIPS公司市场开发系统解决方案总监Jeff Sasagawa表示。

通过充分利用专为MIPS32指令集优化的消费类音频平台,系统级芯片(SoC)商或消费电子OEM现在可以将音频编/解码软件植入基于MIPS的宿主CPU或协处理器中,或者将其集成到一个系统级芯片里。这样便得到“一个基于可综合内核的可升级解决方案,它可使上市时间明显缩短,并且因无需向DSP供应商支付版税而节省了成本。”Sasagawa指出。

数字娱乐系统可能即将成为DSP和RISC处理器供应商的下一个战场。尽管意法半导体公司基于RISC的系统级芯片主导着全球卫星机顶盒市场,但MIPS表示,其内核的75%以上均设计用于线缆机顶盒和DVD录像机。由于许多工程师已经对MIPS的编译器和工具系列很熟悉,并一直在用它们将操作系统和中间件植入基于MIPS的宿主CPU,因此对这些工程师来说,“使用既适于宿主CPU又适于音频产品的单一开发环境”是很有意义的,MIPS公司消费产品和技术部市场开发经理Jim Nguyen表示。

随着DSP企业日益看好数字消费电子市场,竞争的主阵地转向了消费嵌入式系统,用MIPS内核提供软件编/解码器的做法因此应运而生。例如,模拟器件公司设计了Blackfin,目的是使这种DSP也可用作一个控制处理器。该公司媒体平台和服务集团总经理John Croteau今年早些时候说,DSP应用的“下一个大前沿阵地”正在从通信领域转向消费电器。“我们看好Blackfin在数字娱乐领域的前景。”他说。

虽然MIPS选择音频作为其第一个基于软件的平台,但它还计划为MIPS内核添加一系列软件使能的解决方案,实现视频编/解码器、数字产权管理和其它功能。尽管MIPS的首席财政官Kevin Eichler不愿意透露何时发运其它的平台,但他表示MIPS将保持“对消费嵌入式市场的一个纵向关注”。MIPS音频平台将会对那些正竭力支持多个专用音频DSP以使其SoC适用于多种产品的SoC企业产生吸引力。Nguyen强调说:“MIPS可以为音频提供单一的架构,”这要比芯片商们被迫分散设计和工程资源来为所支持的各种DSP编写代码好得多。

编/解码器扩展

MIPS内部开发了许多基于软件的音频编/解码器解决方案,它们专为MIPS32架构而优化。MIPS还与音频编/解码器供应商和开发商进行了合作,包括Fraunhofer学院、微软公司和Sonic Solutions公司。所支持的编/解码器包括Dolby Digital、MPEG音频、微软的Windows Media Audio和SRS Lab的TrueSurround XT提案。虽然这些音频编/解码器方案中还未包括DTS、HDCD和THX,但MIPS称它正在扩展所支持的音频编/解码器种类。

Nguyen说,该公司在针对其指令组的软件优化方面花了很大力气。“即使采用最好的编译器,音频处理也需要在通用的RISC CPU上进行大量的手工调整,”手工优化可以使关键算法的性能提高四到五倍,他补充说。

Nguyen估计,经过优化,音频解码器可能需要约50MHz的CPU可用容量,编码器将占用大约100MHz的可用容量。这使得多个并行编码和解码任务可以在单一的200到300MHz内核上完成,这对于130纳米的SoC来说不是一个过高的速度。但MIPS没有选择用其CoreExtend的特有能力来开发支持音频平台的专用指令。“在算法方面,比如说AC3,时间主要消耗在收发数据上,而不是耗在处理数据上,”Nguyen说,“我们曾经考虑用CoreExtend指令来加速内部算术循环,但是我们发现这对应用的总影响只有5%到7%。我们认定这不足以使其成为该平台的一个标准部份。”所以该音频平台运行在一套标准的指令集上。

认证是另一个相关的问题。MIPS已经获得位流变换的认证,这种位流变换由其工具包在音频文件上完成。但是在将一个音频处理应用从一个专用的DSP转到一个通用的多任务CPU时,不知道有关背景就认证该软件的总体特性是不可能的,必须了解中断、器件竞争以及伴随多任务实时设计出现的其它令人头疼的问题。这样最终的认证就成了SoC设计人员的职责,Sasagawa指出。

Sasagawa将“消费者对顶级体验的欲望”和“一个媒体服务器的概念”看作是MIPS推出该消费音频软件平台的最大动力,他表示消费者不再追求简单的音频播放,他们想既实现多个音频算法的编码和解码,又同时支持多种应用。进一步来说,一旦他们下载流音频节目,“他们就希望能够在任何设备上播放它”,这需要系统供应商的所有产品都支持全部不同的音频算法,Sasagawa说。

通过推广MIPS内核上基于软件的解决方案,MIPS公司是不是想成为数字消费市场上的英特尔,就像X86主导PC市场那样？也许吧。但Sasagawa表示,用可合成的内核提供的MIPS的这种方法,可以为SoC供应商和系统OEM商提供可升级和可定制的解决方案。在灵活多变的消费市场上,MIPS的这种软件编/解码解决方案可以合适的性能以及合适的价格向市场提供,从而满足各种各样从便携设备到高性能媒体服务器的产品需求,他说。

作者:吉田顺子