高性能低功耗hifi解碼系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種音頻播放解碼系統(tǒng)，特別涉及一種HIFI音頻播放解碼系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]H1-Fi是英語High-Fidelity的縮寫，直譯為“高保真”，其定義是:與原來的聲音高度相似的重放聲音。HiFi音樂播放是一種高級音頻播放需求，在目前的設備中，通常由于其運算復雜，運算量大造成功耗很高，傳統(tǒng)的便攜MP3播放器無法完成這么巨大的運算，或者能完成運算的CPU又會有很大的功耗而不能用于便攜設備，所以其對應的設備形態(tài)通常為桌面音響播放設備，即直接插電使用的設備，而隨著人們對音頻質(zhì)量的要求越來越高，對便攜HiFi的需求也越來越緊迫，所以本發(fā)明提出了一種使用專用加速電路的高性能低功耗HiFi解碼器結(jié)構(gòu)，可以使其應用于便攜音頻播放設備。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題，在于提供一種HIFI解碼系統(tǒng)，既能實現(xiàn)高性能又能實現(xiàn)低功耗，告別適用于便攜音頻播放設備。
[0004]本發(fā)明是這樣實現(xiàn)的:一種高性能低功耗HIFI解碼系統(tǒng)，包括將芯片總體電路分為基礎(chǔ)子系統(tǒng)和HIFI子系統(tǒng)兩部分，其中基礎(chǔ)子系統(tǒng)負責進行基本的操作系統(tǒng)控制，HIFI子系統(tǒng)負責HIFI音頻解碼和播放，且該HIFI子系統(tǒng)的電源在不使用HIFI功能的時候被關(guān)閉。
[0005]進一步的，所述基礎(chǔ)子系統(tǒng)包括系統(tǒng)操作CPU、第一程序存儲單元、第一數(shù)據(jù)存儲單元、第一傳輸總線、外設通信單元、HIFI子系統(tǒng)電源域控制單元、時鐘控制單元以及異步通信箱，所述系統(tǒng)操作CPU、第一程序存儲單元、第一數(shù)據(jù)存儲單元以及外設通信單元均連接第一傳輸總線；所述HIFI子系統(tǒng)包括運算型CPU、第二程序存儲單元、第二數(shù)據(jù)存儲單元、第二傳輸總線、HIFI_FFT加速單元、HIFI_APE加速單元、HIFI_FLAC加速單元以及I2S協(xié)議控制器；所述運算型CPU、第二程序存儲單元、第二數(shù)據(jù)存儲單元、HIFI_FFT加速單元、HIFI_APE加速單元、HIFI_FLAC加速單元以及I2S協(xié)議控制器均連接第二傳輸總線；且HIFI_FFT加速單元還分別與HIFI_APE加速單元和HIFI_FLAC加速單元直接連接；所述系統(tǒng)操作CPU還分別通過所述HIFI子系統(tǒng)電源域控制單元和時鐘控制單元連接所述HIFI子系統(tǒng)；所述第一傳輸總線通過所述異步通信箱與第二傳輸總線連接。
[0006]進一步的，當電路啟動后，所述基礎(chǔ)子系統(tǒng)的系統(tǒng)操作CPU先通過HIFI子系統(tǒng)電源控制單元就會先把HIFI子系統(tǒng)的電源關(guān)閉，讓系統(tǒng)工作于低功耗模式，在這種模式下，用戶可以進行除了 HIFI播放之外的所有操作；當用戶進行播放HIFI音樂或者進行HIFI音樂數(shù)據(jù)存儲操作時，系統(tǒng)操作CPU先通過時鐘控制單元把HIFI子系統(tǒng)的時鐘打開，然后等待一段時間，在等待時鐘信號穩(wěn)定后通過HIFI子系統(tǒng)電源控制單元把HIFI子系統(tǒng)的電源打開，使HIFI子系統(tǒng)開始工作；HIFI子系統(tǒng)通過異步通信箱與所述系統(tǒng)操作CPU進行交互解碼，再由所述運算型CPU把最終解碼結(jié)果送往I2S協(xié)議控制器，將音頻數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為I2S協(xié)議進行傳輸?shù)酵獠繐P聲器進行播放。
[0007]進一步的，所述HIFI子系統(tǒng)與所述系統(tǒng)操作CPU進行交互解碼分為如下幾種情況:
[0008](I)、如果是HIFI音樂數(shù)據(jù)存儲操作，所述系統(tǒng)操作CPU通過異步通信箱把數(shù)據(jù)存入HIFI子系統(tǒng)的第二數(shù)據(jù)存儲單元；操作完畢后，再關(guān)閉HIFI子系統(tǒng)，重新讓系統(tǒng)進入低功耗模式；
[0009](2)、如果是HIFI音樂播放，則所述運算型CPU會控制HIFI_FFT加速單元、HIFI_APE加速單元和HIFI_FLAC加速單元一起工作:
[0010]若是原始的解碼直接使用HIFI_FFT加速單元、HIFI_APE加速單元和HIFI_FLAC加速單元之間的直接通路運算，然后由HIFI_FFT加速單元、HIFI_APE加速單元和HIFI_FLAC加速單元中的最后一級加速單元將數(shù)據(jù)存回第二數(shù)據(jù)存儲單元；
[0011]若用戶希望得到各種特效，則需要所述運算型CPU參與解碼運算，則HIFI_FFT加速單元、HIFI_APE加速單元和HIFI_FLAC加速單元的運算結(jié)果都會存回第二數(shù)據(jù)存儲單元以供所述運算型CPU進行運算后再覆蓋，然后下一級加速單元再讀入CPU運算后的結(jié)果進行下一步運算，然后再存回，如此循環(huán)直到最后一個加速單元完成運算后的存回操作存回第二數(shù)據(jù)存儲單元。
[0012]進一步的，所述HIFI子系統(tǒng)中的第二程序存儲單元和第二數(shù)據(jù)存儲單元分別使用了一個總線接口。
[0013]進一步的，所述基礎(chǔ)子系統(tǒng)中的第一程序存儲單元和第一數(shù)據(jù)存儲單元共同使用一個總線接口。
[0014]本發(fā)明具有如下優(yōu)點:
[0015]1、使用雙電路系統(tǒng)區(qū)分開了高性能部分的HiFi子系統(tǒng)電路和低功耗的基礎(chǔ)子系統(tǒng)電路，HiFi子系統(tǒng)電路中是運算型CPU，有更強大的運算功能，基礎(chǔ)子系統(tǒng)電路中的系統(tǒng)操作CPU運算能力較低但是有超低的功耗；這樣的結(jié)構(gòu)使芯片的大部分時間處于HiFi子系統(tǒng)電路關(guān)閉而只有低功耗的基礎(chǔ)子系統(tǒng)運行的低功耗系統(tǒng)狀態(tài)；
[0016]2、HiFi子系統(tǒng)中，根據(jù)HiFi的運算結(jié)構(gòu)劃分為HIFI_FFT加速單元，HIFI_APE加速單元和HIFI_FLAC加速單元，各加速單元之間可以不通過總線直接連接，極大地提高了數(shù)據(jù)流通速度.同時也可以每個模塊獨立訪問總線，使軟件可以隨時干預運行狀態(tài)；
[0017]3、在HIFI子系統(tǒng)中，給程序存儲單元和數(shù)據(jù)存儲單元獨立的總線接口，以保證更大的傳輸帶寬；而基礎(chǔ)子系統(tǒng)中的程序存儲單元和數(shù)據(jù)存儲單元則共同使用一個總線接口，以減少連線資源；
[0018]4、基礎(chǔ)子系統(tǒng)和HiFi子系統(tǒng)之間相互獨立，只通過異步通信箱進行數(shù)據(jù)交互，使得兩個子系統(tǒng)直接相互時鐘異步，非常便于時序收斂。
【附圖說明】
[0019]下面參照附圖結(jié)合實施例對本發(fā)明作進一步的說明。
[0020]圖1為本發(fā)明高性能低功耗HIFI解碼系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖。
【具體實施方式】
[0021]如圖1所示，本發(fā)明的高性能低功耗HIFI解碼系統(tǒng)，包括將芯片總體電路分為基礎(chǔ)子系統(tǒng)I和HIFI子系統(tǒng)2兩部分，其中基礎(chǔ)子系統(tǒng)I負責進行基本的操作系統(tǒng)控制，HIFI子系統(tǒng)2負責HIFI音頻解碼和播放，且該HIFI子系統(tǒng)2的電源在不使用HIFI功能的時候被關(guān)閉。
[0022]所述基礎(chǔ)子系統(tǒng)I包括系統(tǒng)操作CPU11、第一程序存儲單元12、第一數(shù)據(jù)存儲單元13、第一傳輸總線14、外設通信單元15、HIFI子系統(tǒng)電源域控制單元16、時鐘控制單元17以及異步通信箱18，所述系統(tǒng)操作CPU11、第一程序存儲單元12、第一數(shù)據(jù)存儲單元13以及外設通信單元均連接第一傳輸總線14 ;所述外設通信單元15與其它外部設備通信；所述第一程序存儲單元12和第一數(shù)據(jù)存儲單元13共同使用一個總線接口。
[0023]所述HIFI子系統(tǒng)2包括運算型CPU21、第二程序存儲單元22、第二數(shù)據(jù)存儲單元23、第二傳輸總線24、HIFI_FFT加速單元25、HIFI_APE加速單元26、HIFI_FLAC加速單元27以及I2S協(xié)議控制器28 ;所述運算型CPU21、第二程序存儲單元22、第二數(shù)據(jù)存儲單元23、HIFI_FFT加速單元25、HIFI_APE加速單元26、HIFI_FLAC加速單元27、I2S協(xié)議控制器2均連接第二傳輸總線24 ;且HIFI_FFT加速單元25還分別與HIFI_APE加速單元26和HIFI_FLAC加速單元24直接連接；所述第二程序存儲單元22和第二數(shù)據(jù)存儲單元23分別使用了一個總線接口。
[0024]所述系統(tǒng)操作CPUll還分別通過所述HIFI子系統(tǒng)電源域控制單元16和時鐘控制單元17連接所述HIFI子系統(tǒng)2 ;所述第一傳輸總線14通過所述異步通信箱18與第二傳輸總線24連接。
[0025]其中，所述基礎(chǔ)子系統(tǒng)I中上述各電路單元的功能如下:
[0026]所述系統(tǒng)操作CPUll運算能力較低但是有超低的功耗，只負責基礎(chǔ)的操作系統(tǒng)控制;
[0027]所述第一程序存儲單元12和第一數(shù)據(jù)存儲單元13分別負責存儲程序和數(shù)據(jù)，由于基礎(chǔ)子系統(tǒng)I對帶寬要求較低，所以第一程序存儲單元12和第一數(shù)據(jù)存儲單元13共同使用了一個總線接口以減少連線資源；
[0028]所述第一傳輸總線14負責總線上所有設備的互聯(lián)互通，讓第一傳輸總線14上的設備可以互相訪問；
[0029]所述外設通信單元15負責簡單的其它外部設備之間通信.比如I2C，UART, SPI接O等;
[0030]所述HIFI子系統(tǒng)電源域控制單元16負責接受系統(tǒng)操作CPUll的控制來控制HIFI子系統(tǒng)2的電源供給；
[0031]所述時鐘控制單元17負責接受系統(tǒng)操作CPUll的控制來控制HIFI子系統(tǒng)2的時鐘供給；
[0032]所述異步通信箱18負責連接基礎(chǔ)子系統(tǒng)I和HIFI子系統(tǒng)2之間的傳輸總線，兩邊輸入是異步關(guān)系。
[0033]其中，所述HIFI子系統(tǒng)2中上述各電路單元的功能如下:
[0034]所述運算型CPU21有很強的運算能力，負責HIFI子系統(tǒng)2的控制，同時也負責在HIFI解碼運算過程中參與運算；
[0035]所述第二程序存儲單元22和第二數(shù)據(jù)存儲單元23分別負責存儲程序和數(shù)據(jù)，由于HIFI子系統(tǒng)2數(shù)據(jù)吞吐量大對帶寬需求高，所以分別使用了一個