適用于i.MX RT500和i.MX RT600 MCU的Xtensa音頻框架介紹

在眾多的恩智浦i.MX RT跨界處理器當(dāng)中，您可能會發(fā)現(xiàn)有些系列除了Arm內(nèi)核之外還結(jié)合了高性能的DSP，利用集成DSP的技術(shù)優(yōu)勢，可提供高性能音頻數(shù)字信號處理能力，并包含特定算法操作，可實現(xiàn)完全可編程方法，從而提供最大的靈活性，本篇將介紹適用于i.MX RT500和i.MX RT600 MCU的Xtensa音頻框架（XAF）。

Xtensa音頻框架是一個用來加速開發(fā)音頻處理應(yīng)用程序的框架，恩智浦以及Cadence提供了許多不同的音頻組件（component），程序開發(fā)者可以從這林林總總的音頻組件當(dāng)中直接挑選套用。

下圖中列出了SDK中所包含的各種音頻組件。

下圖中是一個范例，展示了開發(fā)者排列組合音頻組件并與之串聯(lián)在一起。

接下來，我們通過這個框圖解釋一下在一個完整的音頻處理應(yīng)用程序當(dāng)中，Xtensa音頻框架的組成和彼此相對應(yīng)的關(guān)系。

綠色的部分就是所謂的Xtensa音頻框架，其中包含了三個主要的區(qū)塊，應(yīng)用接口層（App Interface Layer）、行程間通訊（IPC）、DSP接口層（DSP Interface Layer），另外要提醒一下，灰色的RTOS和各種的音頻組件，并不屬于Xtensa音頻框架的一部分。

Xtensa音頻框架利用XAF Developer API來創(chuàng)建、配置以及執(zhí)行音頻組件之間的內(nèi)存管理，還有音頻組件之間的數(shù)據(jù)傳輸以及音頻組件的處理調(diào)度。Xtensa音頻框架當(dāng)中的應(yīng)用接口層負(fù)責(zé)依據(jù)需求創(chuàng)建與維護語音處理串行，行程間通訊（IPC）則負(fù)責(zé)溝通應(yīng)用接口層與DSP接口層，而DSP接口層根據(jù)從應(yīng)用接口層所收到的命令，執(zhí)行具體的音頻處理。

如下圖所示，Xtensa音頻框架當(dāng)中應(yīng)用接口層（App Interface Layer）與DSP接口層（DSP Interface Layer）利用進程間通訊（IPC）命令（command）與回復(fù)（response）的機制來傳送控制與數(shù)據(jù)。

接下來提供幾個串聯(lián)音頻組件的范例以供參考。

范例一：輸入PCM音頻數(shù)據(jù)調(diào)整訊號大小

范例二：輸入MP3文件并做解碼處理

范例三：解碼兩個MP3文件并做混音處理后輸出

范例四：解碼MP3的同時編碼另一個PCM音頻數(shù)據(jù)

范例五：實施音頻采樣率轉(zhuǎn)換

范例六：解碼AAC文件

范例七：解碼MP3并提供給音頻輸出裝置

范例八：從音頻輸入設(shè)備獲取PCM音頻數(shù)，然后調(diào)整信號大小

范例九：解碼Ogg-Vorbis文件

范例十：解碼兩個MP3和一個AAC文件并輸入至混音器，混音器輸出兩個PCM，并分送一個調(diào)整信號大小，另一個則實施音頻采樣率轉(zhuǎn)換。

范例十一：使用渲染器的輸出當(dāng)成回音消除的輸入或是參考樣本

以上范例可以看出各個音頻組件的種種應(yīng)用。 另外也別忘了，除了恩智浦和Cadence所提供的音頻組件之外，使用者也能夠自己定義并開發(fā)私有的音頻組件，而且所有的這些音頻組件，都能借由Xtensa音頻框架不斷地重復(fù)套用。

審核編輯：郭婷