MOST总线传输的作用 - 基于DSP的车载娱乐系统设计

　　当音频源数据通过MOST总线发送后，DSP必须重构原始分组数据，并且如果数据是DTCP加密的，则需要将数据流解密为最初的形式。通过MOST总线传输的副作用就是丢失了源音频的原始采样速率，即使采用时钟重构技术，原始的源采样率也无法精确地重构，这将导致DSP缓存器中可听到的“pop”声以及声音丢失。

　　为了进一步增加系统的复杂性，使用DTCP的加密技术已经成为网络应用中的必备条件，从而可为通过网络的数字数据提供安全。DTCP有四层拷贝保护机制：拷贝控制信息(CCI)、设备鉴别和AKE、内容加密和系统更新。

　　拷贝控制信息(CCI)是以通过网络传输的内容为基础，并且它由内容拥有者决定，例如“免费拷贝”、“禁止拷贝”、“不再拷贝”和“拷贝一次”。在交换任何内容之前，网络上的设备必须确定是否它们是原始内容。有完全鉴权和受限访问鉴权两个级别。在密钥交换之后，可通过网络传输内容。采用预定义基本密码引擎加密和解密内容，并且放入MOST传输协议的保护内容包中，该保护包具有包头签名以识别已经加密的内容。

　　下一代系统问题的解决方案

　　基于网络的车载娱乐系统的系统相关问题日益增加，为了解决这些问题，ADI公司已经开发出了SHARC ADSP-21365处理器。

 

图4：ADI公司用于车载娱乐的ADSP-21365 SHARC处理器

ADSP-21365是一款32/40b的浮点单指令多数据(SIMD)信号处理器，它具有内置4Mb的ROM，完全支持所有多声道解码器标准，例如Dolby Digital解码器、DTS解码器以及包括DPL2x、Neo6等后处理模块。客户专用后处理模块可以在3Mb的内部RAM上执行，客户利用Visual Audio(见后文)这样的音频专用开发工具能够在较短的时间内增加他们后处理的类别。

 

图5：定点和浮点处理器的SNR值

　　为了解决多个音频源采用不同基本采样率的问题，ADI公司已经将AD1896独立的采样率转换器集成在到ADSP-21365中。它具有8个通道的采样转换和高达140dB的性能，多个音频源不需要存储器和MIPS开销，并且所有的输出后处理都能运行在单采样速率条件下，以进一步减少数据流的复杂度。

　　其它音频专用外设包括6个串行端口，并且支持TDM和I2S，以及集成的SPDIF Tx/Rx端口以便直接与数字音频源连接。

　　ADSP-21365 SHARC DSP也包括一个基于DTCP M6密码引擎(与DTLA兼容)的硬件。外设具有两个专用的DMA总线，在不需要内核干涉的条件下，允许高速传输到M6或者从M6传输，并且具有对加密和解密的本地支持。ADSP-21365实现了完成DTCP兼容系统的简单设计途径。密码引擎支持密钥动态更新的功能，用户可以使用内置定时器设置密钥更新和改变的间隔周期，以增加在网络上的安全性。

　　音频处理包括FIR和IIR滤波器的密集使用。在递归运算中，由于信号的数字表示产生的量化误差可能会引起音频质量的下降。高端音频处理器，例如ADI公司的SHARC处理器，使用浮点表示音频信号以减少这种误差。

 

图6：浮点和定点处理器的动态范围比较

　　在高档音频系统中，通常声音的质量是通过如何准确地再现小幅度或非常安静的声音来衡量的。随着音频信号幅度变得越来越小，定点处理器精确再现这种信号的能力是有限的，但是对于浮点处理器而言，保持音频等级的精度包含在固定的界限内，并且具有186dB的最小SNR。SHARC处理器具有40b浮点精度和80b的累加器，从而可以实现非常高性能的音频。

　　家庭影院音频处理器的另一个重要特性就是动态范围。动态范围定义为在音频处理器能够没有下溢或溢出条件下再现音频信号幅度的最小值和最大值的比值。同样的，浮点处理器远远超越了定点处理器所能实现的动态范围。