پردازنده‌های قابل پیکربندی برای پردازش صدا، موسیقی و گفتار
برنامه‌های کاربردی پردازش موسیقی، صدا و گفتار امروز طراحان را به چالش می‌کشند تا گستره وسیعی از عملکردها و توان پردازشی را برای ایجاد تجربیات جذاب، تعاملی و همه‌گیر در زمینه صدا برای کاربران خود مدیریت کنند.
خانواده Cadence® Tensilica® HiFi DSP برای موسیقی، صدا و گفتار یک راه‌حل پردازش دیجیتالی سیگنال با مصرف انرژی کم، کارایی بالا و بسیار بهینه شده ارائه می‌دهد که کل دامنه الگوریتم‌های صوتی و تجهیزات نهایی که در اختیار کاربر قرار می‌گیرد را پوشش می‌دهد.
High Fidelity اصطلاحی است که توسط شنوندگان، صدابرداران و علاقه‌مندان به موسیقی برای اشاره به بازآفرینی صدا به بالاترین کیفیت ممکن استفاده می‌شود.
بررسی اجمالی
پردازش صوتی/ موسیقیایی/ گفتاری -AVS- شامل طیف گسترده‌ای از عملکردها می‌باشد که اجرای آنها توان پردازشی بسیار زیادی را طلب می‌کند.
در یک‌سوی این طیف گسترده با پردازش فوق‌العاده کم‌مصرف "فعال‌سازی با صدای کاربر" روبرو می‌شویم که در بسیاری از تلفن‌های هوشمند و گجت‌های پوشیدنی امروزی یافت می‌شود.
در سوی دیگر این طیف، استانداردهای نوظهور صدای مبتنی بر اشیا، مانند Dolby ATMOS یا MPEG-H قرار دارند که نیازمند تولید محصولات سرگرمی خانگی با قابلیت پردازش بلادرنگ داده‌های حجیم صوتی در حین استریم شدن می‌باشد.
و در قلب این طیف گستره از نوآوری‌های جدید AVS با تمایل تولیدکنندگان جریان‌ساز و اصلی محصولات سرگرمی خانگی به ساخت و عرضه محصولاتی در راستای ایجاد تجربیات جذاب‌تر، تعاملی و غوطه‌ور شدن در بطن صدا روبرو می‌شویم.
در نتیجه برای ساخت و عرضه‌ی این دست از محصولات سرگرمی خانگی و تأمین نیازهای سخت‌افزاری برای طرف‌های درگیر در این طیف گسترده، ناچار به استفاده از معماری‌های مختلف برای تولید پردازنده‌ی مناسب خواهیم بود که با توجه به گستردگی برنامه‌ها در حوزه AVS از نظر توسعه‌ی نرم‌افزار و مدیریت محصولات، استفاده از معماری‌های مختلف برای تولید پردازنده بسیار پرهزینه می‌باشد.
این همان نقطه‌ضعفی است که توسط خانواده پردازنده‌های سخت‌افزاری Cadence® Tensilica® HiFi DSP برای پردازش سیگنال‌های دیجیتالی موسیقی، صدا و گفتار تبدیل به نقطه عطفی برای پوشش نیازهای این طیف گسترده شده است. این پردازنده‌ها، پردازش با مصرف بسیار کم انرژی الکتریسیته در عین داشتن راندمان بالا برای کل طیف الگوریتم‌های پردازش صدا و محصولات نهایی که به دست کاربر می‌رسند را ارائه می‌دهد در عین سازگاری کامل با تمام نرم‌افزارهای این دسته از سرگرمی‌های خانگی.
رد پای این پردازنده‌های دوست‌‌داشتنی HiFi DSP ها را می‌توان در بطن سیستم بر روی چیپ‌های -SoC- به‌کار‌رفته در اندروید باکس‌ها، اندروید تی وی باکس‌ها، موبایل، خودرو، سیستم‌های پیشرفته‌ی صدای خانگی، تلویزیون، کامپیوتر و کنسول‌های بازی‌ها یافت.
تولیدکنندگان این دست از محصولات چه نیازمند بهینه‌سازی برای افزایش طول عمر باتری یک موبایل یا گجت هوشمند، صرفه جویی در مصرف انرژی الکتریسیته، کاهش حرارت تولید شده به واسطه‌ی پردازش یا کاهش هزینه‌های ساخت محصول خود باشند، قطعاً یک HiFi DSP جذاب وجود دارد که نیازهای مربوط به پردازش صدا را برآورده می‌کند.
با بیش از ۷۰مجوز، بیش از ۷۵شریک تجاری و بیش از ۱۶۰بسته نرم‌افزاری، HiFi گزینه‌ی اول در جهت انتخاب نوع معماری DSP برای طراحان SoC است.
خانواده HiFi DSP
-HiFi Mini یک مجموعه برتر شامل HiFi 2 DSP طراحی شده برای استفاده در محصولاتی که نیازمند فعال بودن دائمی پردازش صدای دریافت شده از محیط می‌باشند به‌ویژه برنامه Voice Access در سیستم‌عامل Android که به کاربر امکان می‌دهد دستگاه خود را با دستورات گفتاری کنترل کند در واقع از صدای کاربر، برای بازکردن برنامه‌ها، پیمایش بر بستر اینترنت و ویرایش متن استفاده می‌شود.
HiFi2- تعادل مناسب برای عملکرد بهینه و مصرف کم انرژی.
HiFi EP- یک مجموعه برتر شامل HiFi 2 DSP با بهینه‌سازی پیشرفته برای پردازش صدای DTS-HD Master، در راستای بهبود پیش‌وپس پردازش صدا و استفاده بهتر از زیر سیستم حافظه کش.
HiFi 3- پراستفاده‌ترین DSP با مصرف انرژی کارآمد برای طیف گسترده‌ای از برنامه‌های کاربردی در تلفن همراه، خانه‌های هوشمند و خودرو.
HiFi 4- بالاترین کارایی HiFi DSP به خصوص برای رمزگشاهای صوتی شیءگرا.
DSP های صوتی کم‌مصرف و با کارایی بالا
HiFi DSP ISA برای استفاده در نرم‌افزارهای AVS به طرز شگفت‌انگیزی بهینه شده است. با بیش از ۱۲۵مجوز، بیش از ۱۴۵شریک، و صدها بسته نرم‌افزاری و درحال‌توسعه، معماری مجموعه دستورالعمل‌های HiFi DSP (ISA) گزینه‌ی اول برای انتخاب معماری DSP توسط طراحان SoC است. تابه‌حال، با بهینه‌سازی بیش از ۲۰۰بسته نرم‌افزاری پردازش صدا، HiFi ISA کمترین میزان مصرف انرژی و بالاترین عملکرد DSP ها را برای بازآفرینی موسیقی و صدا با کیفیت بی‌نظیر فراهم می‌کند. این عملکرد در کل خانواده محصولات DSP از فوق کم‌مصرف 24x24 dual MAC HiFi Mini ، گرفته تا مصرف انرژی کارآمد 24x24 quad MAC HiFi 3 و راندمان بالای 32x32 quad-MAC HiFi 4 مقیاس‌بندی می‌شود.
نرم‌افزار صوتی و اکوسیستم
تولیدکنندگان جریان‌ساز و اصلی محصولات سرگرمی خانگی همچنان به AVS به‌عنوان ابزاری برای برتری دادن به محصولات خود و ارائه ویژگی‌های کارآمد برای کاربر نگاه می‌کنند، ویژگی‌هایی مانند برنامه Voice Access در سیستم‌عامل Android که به کاربر امکان می‌دهد دستگاه خود را با دستورات گفتاری کنترل کند در واقع از صدای کاربر، برای بازکردن برنامه‌ها، پیمایش و ویرایش متن استفاده بشود که با این کار تشخیص صدای پیشرفته را به محصولات خود اضافه می‌کنند. در بازار سرگرمی‌های صوتی خانگی، این می‌تواند به معنای پشتیبانی از آخرین و جدیدترین رمزگشاهای صوتی مبتنی بر شی سه بعدی باشد.
با به‌کارگیری خانواده DSP های HiFi Cadence® ، طراحان سیستم بر روی چیپ‌ها SoC می‌توانند اطمینان حاصل کنند که گسترده‌ترین مجموعه کدک ها و نرم‌افزارهای پس‌وپیش پردازش بلادرنگ در دسترس کاربرانشان قرار خواهد گرفت. در حال حاضر بیش از ۱۵۰بسته نرم‌افزاری مختلف به‌عنوان بخشی از بزرگ‌ترین اکوسیستم صوتی برای هر DSP موجود در بازار در دسترس می‌باشد. این بدان معنی است که جدیدترین و خلاقانه‌ترین روش‌های استریم صدای دیجیتال با کیفیت بالا، بر بستر شبکه اینترنت همیشه با HiFi DSP ها در دسترس است.
انعطاف‌پذیری
HiFi DSP ها کاملاً قابل پیکربندی هستند و به طراحان سیستم بر روی چیپ SoC توانایی کنترل توابع و ویژگی‌های از پیش تعریف شده زیادی از جمله نحوه استفاده از زیر سیستم حافظه، روش‌های اشکال‌زدایی، بهره‌گیری از توان پردازشی واحد ممیز شناور و بسیاری موارد دیگر را می‌دهد.
علاوه بر گزینه‌های پیکربندی یاد شده، طراحان SoC می‌تواند با افزودن دستورالعمل‌های سفارشی و افزایش پهنای باند ورودی و خروجی، راندمان پردازش نرم‌افزار را بهبود بخشند و مصرف انرژی را برای هر برنامه خاص کاهش دهند. این امکان به‌راحتی در دسترس طراحان چیپ ست ها قرار دارد زیرا کلیه HiFi DSP ها بر پایه پلت فرم اختصاصی بهینه‌سازی Cadence® Tensilica® ساخته می‌شوند که به طراحان امکان می‌دهد از طریق افزودن دستورالعمل‌های شخصی‌سازی‌شده اضافی، سازگاری کامل با اکوسیستم نرم‌افزاری HiFi را حفظ کنند.
سهولت در برنامه‌نویسی
HiFi DSP ها یک مزیت کلیدی را ارائه می‌دهند - مدل ساده برنامه‌نویسی آنها.
توسعه دهندگان نرم‌افزار می‌توانند برنامه‌های پردازش صدا و موسیقی را کاملاً به زبان برنامه‌نویسی C بنویسند به‌گونه‌ای که با به‌کارگیری دستورالعمل‌های صوتی کارآمد و بهینه شده، نرم‌افزارهایی به وجود می‌آید که در کل به عملکرد و راندمان بالاتری نسبت به زمانی که از کدهای اسمبلی برای نوشتن همان برنامه استفاده کرده باشند، دست پیدا می‌کند.
از پیشرفته‌ترین سیستم بر روی چیپ ها که در طراحی خود از یک پردازشگر DSP دو هسته ای 2xHiFi4 Audio DSP استفاده کرده است می‌توان به Amlogic S905X4 اشاره کرد که در تولید اندروید باکس به‌روز و قدرتمند A95X F4 به کار گرفته شده است.
Credit:
https://ip.cadence.com/ipportfolio/tensilica-ip/audio
Electronic innovation is everywhere, from smart sensors to smart cities, and it is transforming the way people work, live, and play. Cadence is excited to play a role in this innovation, not only as a world leader in electronic design automation (EDA) for over 25 years, but also as a driving force in the advancement of intellectual property (IP). Cadence® IP solutions will change the way you think about and use IP in your system-on-chip (SoC) designs. As you use more IP to fortify your SoCs with new functionalities, we can help you reduce the complexity and risk inherent in designing for smart technology while meeting your performance, area, and power (PPA) requirements.Cadence is the fastest-growing silicon IP provider, with a proven portfolio and many industry firsts in design IP and verification IP. Engineers choose Cadence when they want the best in interface, memory, analog, peripherals, processor, and verification IP. ©2021 Cadence Design Systems, Inc. All rights reserved.
