消费类电子设备音频应用解决方案分析

如果高速缓存线锁方法不理想的话，那么可以使用一个专用的高速暂存存储器RAM(Scratchpad RAM，SPRAM)。SPRAM是为MIPS处理器执行选择提供可预测的低等待时间的片上存储器。如果必要的话，SPRAM的容量可能比高速缓存的容量大得多，不过，通常小容量的SPRAM可能有助于为应用带来显著的性能。通过在SPRAM中加载软件音频解码器的关键功能的“文本”(代码)段，能够减少音频解码器中的指令高速缓存的错误。交替地使用SPRAM可保持常用的数据数组，以减少数据高速缓存的错误。最低成本的整体解决方案：将MIPS处理器用于音频

当做出系统架构决定的时候，需要考虑若干主要的成本因素，例如：授权、版税、裸片尺寸、开发工具和设计时。尤其是在低档系统中，如果使用一个单内核SOC架构，可以完全省掉DSP，缩小整个裸片的尺寸，且无需支付DSP的授权费用和版税。这将使SOC制造商和OEM的总体成本显著减少。

不论SOC厂商选择在一个专用的内核上运行音频，还是在主CPU上进行音频处理，由于同样的工具链能用于开发基于主CPU和音频的应用，所以软件开发工具的成本更低。开发工具成本的一个主要组成部分是与工具有关的维护。在专用DSP的情况下，这可能是整个成本的很大一部分。

那些使用一个MIPS内核实现控制功能和使用DSP进行音频处理的开发商必须熟悉两种不同的开发环境。一种典型的开发环境可能包括操作系统、编译器、模拟器、仿真器、调试程序、线迹工具、探针和剖面仪。然而，当同样的内核再度使用时，只需熟悉一种开发环境，从而减少总体设计时间和设计成本。

前优化音频软件提供上市时间优势

MIPS科技和其音频软件合作伙伴可为MIPS32内核提供各种各样经过优化的音频应用软件。这些应用软件包括多种用于数码相机、数码摄像机、机顶盒、数字电视和DVD播放机等消费产品的标准音频多媒体数字信号编解码器。这些高度优化的算法与MIPS科技提供的高性能开发工具一道，可帮助开发商把重点放在驱动应用的开发和集成方面，而无需对标准音频的算法进行优化。

对于那些希望调整其他音频/DSP算法的用户，MIPS DSP程序库(MIPS DSP Library)作为MIPS软件工具包的一部分可供使用。这个程序库具有广泛的适用于语音压缩、回声消除、噪音消除、通道均衡、音频处理等信号处理功能，还包括滤波器和FFT等通用功能。这些功能已在MIPS科技的多种处理器系列中实现了优化。MIPS内核有许多特性有助于有效地实现像DSP这样的应用。经过优化的音频多媒体数字信号编解码器和DSP程序库可利用这些特性提供重要的优势：

⊙为在所有音频算法中使用32位整数数据的内部计算提供尽可能最优异的音频质量。

⊙MIPS32乘法积累(Multiply-Accumulate，MADD)指令在对DSP MAC运行进行编码时是非常有效的。

⊙在DSP回路中适当的时候，可使用MIPS32架构中的数据预取指令。这可使数据预取进入高速缓存的下一个反复，同时执行当前的反复指令。由于可避免高速缓存的错误等待时间，可以显著地节省总体运行时间。

⊙存储器占板面积小对大多数最节省成本的解决方案都是很理想的，MIPS16应用特定扩展(Application Specific Extension，ASE)可用于减少程序代码容量。这可以通过简便地使用一个编辑时间选择来实现，以显著减少程序代码的容量。

图2 MIPS音频解码的应用实例

除了上述的特性之外，该软件还利用其他技术得到尽可能最高的性能：

⊙MIPS32汇编工具具备加强关键运算计算的人工编码能力;

⊙建立在内核到内核基础上的人工时序可以最大限度地减少加载使用(在指令需要的数据开始执行之后，来自高速缓存/存储器系统的加载指令数据到达—直到数据可供使用之前，处理器都不会运行)的瓶颈;

⊙循环展开和软件流水线操作可用于最佳的代码时序。

为了提供最大限度的灵活性，可在软件中执行MIPS消费音频平台的所有算法。不过，SOC设计者还是可以通过CorExtend的特性使用MIPS内核指令集来满足新出现的音频标准。用户定义的指令(UDI)或CorExtend可为应用加速增加新的指令和状态。这种定制能力为SOC厂商提供了改进性能和产品个性化的功能。

迁徙途径

MIPS科技不断开发越来越先进的内核设计，并实现架构方面的进展，在持续改善性能方面积累了丰富的经验。在内核领域，MIPS科技已在产品中增加了一个8段流水线，从而改进了时钟速度性能。在架构方面，MIPS科技已通过增加第二版架构(Release 2 Architecture)改善了IPC性能。

MIPS科技继续承诺改进性能，最近又为多线程(Multi-Threading，MT)发布了ASE MIPS处理器。这种产品与音频市场有着特殊的关系。MIPS MT ASE利用来自另一