基于DSPG+Qualcomm 8MIC 強力回聲消除聲源定位會議音響方案

在今年特殊年的情況下，遠(yuǎn)端會議已成了日常工作的必備環(huán)節(jié)，所以人們對會議室音響系統(tǒng)的要求越來越高，對音質(zhì)音色也要求頗高，因為一般的設(shè)備會引起聲反饋，造成嘯叫，還有間斷的雜音，會嚴(yán)重影響會議效率與質(zhì)量。

專業(yè)的會議室音響系統(tǒng)顯得尤其重要了?？此坪唵蔚陌岩粝?、功放、會議話筒、調(diào)音臺等設(shè)備連接起來，其實不然，其中的專業(yè)技術(shù)是鮮為人知的。

會議室音響系統(tǒng)設(shè)計中需要考慮多種問題，如抗干擾、減少聲反饋、避免嘯叫，要求能提供清晰透亮的人聲，和舒服自然的會議環(huán)境。

選對會議室音響系統(tǒng)會讓會議變得事半功倍，在音質(zhì)上大家對QUALCOMM的APTX codec是無可挑剔的。

在消除回音和嘯叫的技術(shù)上，一直以來是大家的心病。今天在這我給大家推薦一款高效的DSPG 配合Qualcomm主控執(zhí)行8MIC強力聲源定位回聲消除會議音響的一個方案，“8 MIC強力聲源定位回聲消除”大家驚不驚喜、意不意外。沒錯，這里我推薦使用的就是DSP Group所設(shè)計的DBMD7這顆處理器芯片。

● DBMD7系列提供了一個完整的語音處理器解決方案，用于移動設(shè)備和物聯(lián)網(wǎng)（IoT）世界中需要超高處理能力的始終在線應(yīng)用。

● DBMD7實現(xiàn)了一個三核DSP，旨在處理市場上最復(fù)雜的音頻算法。

技術(shù)層次描述

依據(jù)方案方塊圖可知，在SCO鏈路建立起來時啟動8個MIC采集聲音并輸入到DBMD7，D7經(jīng)過內(nèi)部的算法處理后，將處理過的聲音從I2S輸出到QCC3024的IS2輸入端。

QCC3024將接收到的聲音傳入到SCO鏈路的上行，通過藍(lán)牙將聲音傳輸給對方。然后QCC3024將下行收到的聲音從speack輸出，并將聲音通過I2S輸出到DBMD7的I2S輸入，給DBMD7作為AEC的參考信號。

方案方塊圖

軟件的移植工作描述

在QCC3024的芯片ADK中，需要將DBMD7的固件移植到我們的QCC3024的軟件中來，當(dāng)QCC3024開機的時候，就需要通過SPI/UART/I2C接口將固件加載到D7的芯片中，對其初始化。

1、在軟件的移植工作中（如下描述是通過SPI接口來傳輸數(shù)據(jù)的），首先需要的是調(diào)整好主控端的SPI接口的讀寫操作，將QCC3024的SPI讀寫接口全部替換DBMD7 固件默認(rèn)的接口，并將DBMD7固件中的int dbmdx_init(void) 函數(shù)中的所有子函數(shù)全部調(diào)通，需要注意到reset、RX READY兩個PIN的配置。

因為D7工作前需要復(fù)位。因此，系統(tǒng)上電時需要RTOS AP拉低拉高RESET/RSTN GPIO，如下圖所示。

RX READY GPIO 的配置需要與實物的連接要一致，否則后續(xù)的工作都不能往下繼續(xù)：

RX READY GPIO用于SPI傳輸，每當(dāng)AP從D7讀取數(shù)據(jù)時，AP需要等待RX READY給出時鐘。如下圖所示

2、在int dbmdx_init(void)函數(shù)下，主要實現(xiàn)如下幾個函數(shù)功能：

3、可以逐步調(diào)式每一個單一的子函數(shù)的方式，這樣會更有效率一點，調(diào)試階段需要借助邏輯分析儀來檢查結(jié)果，如下圖所示：

4、整個DSPG的系統(tǒng)跑成功之后，代表D7的移植工作完成了80%，后續(xù)的就是調(diào)試D7與主控QCC3024的對接了。

由上面的描述可知，QCC3024是作為I2S的master, 需要實現(xiàn)I2S的輸入和 I2S的數(shù)出同時執(zhí)行，并設(shè)置DAC也同時輸出。

由于在DBMD7的固件中，在uc_d7_voice_call_init（）中，對MIC的信號需要使用到32bit 48Ksmprate 的信號，因此我們在QCC3024的I2S端，也需要配置為一致。

5、當(dāng)QCC3024連接手機后，只要建立SCO鏈路，就通過函數(shù)uc_d7_voice_call_create_run（）來激活DBMD7芯片啟動 voice call。

當(dāng)SCO鏈路斷開，QCC3024端就得調(diào)用uc_d7_voice_call_terminate（）函數(shù)來結(jié)束voice call。

展示版照片

PCB設(shè)計圖

錄音調(diào)試圖

DBMD7 方塊圖

8 MIC的連接圖

核心技術(shù)優(yōu)勢

DBMD7的目標(biāo)應(yīng)用程序包括：

● 智能個人助理語音命令處理器

● 杜比環(huán)繞聲和DTS語音處理器

● 智能電視語音識別

● 智能音效條。

DBMD7基于三個CEVA-X? DSP處理器。該芯片配備了相關(guān)接口，用于與系統(tǒng)中的其他設(shè)備進行通信，如應(yīng)用處理器（AP）、編解碼器、數(shù)字麥克風(fēng)和傳感器。

DBMD7提供了以下組合：

● 三種高性能、高效率、低功耗的VLIW/SIMD數(shù)字信號處理器

● 支持豐富的接口集

● 體積小，適合移動設(shè)備

獨立操作，與手機AP的簡單接口

● 預(yù)處理算法最多可用于8個麥克風(fēng)，以提高語音觸發(fā)（VT）、語音命令（VC）和自動語音識別（ASR）性能。

● 發(fā)送路徑：VT/VC，VC和音頻緩沖，ASR預(yù)處理：回聲消除（AEC），BF和降噪（NR）

● 接收路徑：音頻處理算法

● 語音通話中最多可使用8個麥克風(fēng)的預(yù)處理算法

● 發(fā)送路徑：AEC、NR、EQ、自動增益控制（AGC）

● 接收路徑：NR、AGC、EQ、揚聲器處理

DSP核心

● DBMD7包括三個CEVA-X2 DSP處理器：

● 雙可編程高頻DSP處理器，運行高達(dá)700兆赫。

● 一個可編程低功耗DSP處理器，運行高達(dá)125MHz，用于低泄漏VT、檢測和激活。

● 每個CEVA-X DSP處理器提供：

● 程序緊耦合內(nèi)存（PTCM）：64 KB RAM

● 程序緩存：32 KB

● 數(shù)據(jù)緊耦合存儲器（DTCM）：64KB RAM

● 數(shù)據(jù)緩存：64 KB

● 3個非矢量中斷，1個矢量中斷，1個NMI

● 4MB AXI共享RAM

● 僅限LP處理器的64KB ROM

方案規(guī)格

該方案的MUC，我們采用的是Qualcomm 的QCC3024藍(lán)牙芯片，與DSPG的傳輸接口是通過SPI接口，因為SPI的傳輸速度塊而又穩(wěn)定。

DBMD7支持用于引導(dǎo)和控制的外部主機接口，速度如下：

● SPI：高達(dá)25 Mbps

● I2C：最高3 Mbps

● UART：高達(dá)6 Mbps

DBMD7 DSP核心

● DBMD7包括三個CEVA-X2 DSP處理器：

● 雙可編程高頻DSP處理器，運行高達(dá)700兆赫。

● 一個可編程低功耗DSP處理器，運行高達(dá)125MHz，用于低泄漏VT、檢測和激活。

● 每個CEVA-X DSP處理器提供：

● 程序緊耦合內(nèi)存（PTCM）：64 KB RAM

● 程序緩存：32 KB

● 數(shù)據(jù)緊耦合存儲器（DTCM）：64KB RAM

● 數(shù)據(jù)緩存：64 KB

● 3個非矢量中斷，1個矢量中斷，1個NMI

● 4MB AXI共享RAM

● 僅限LP處理器的64KB ROM

安全加速器

對代碼安全保護、身份驗證和回滾保護的安全引導(dǎo)支持提供以下服務(wù)：

● AES 128代碼解密

● 基于ECDSA的代碼認(rèn)證驗證

● 沙二段（224256）

● 散列公鑰存儲的OTP（Fuse）處理和使用

QCC3024硬件規(guī)格:

● 90-ball  5.5 x 5.5 x 1.0 mm 0.5 mm pitch  VFBGA

● 藍(lán)牙5.1規(guī)格、DSP最高頻率120MHz

● 一路SPI，支持主或從模式，速率高達(dá)15.4 Mbps

● 支持APTX、AAC、SBC codec

● 三核處理器架構(gòu)與低功耗應(yīng)用

● 輸出支持立體聲