找方案 | 基于DSPG D7有线级联会议音响方案设计

 

在上次的方案我有给大家介绍一款基于DSPG D7的4MIC降噪会议音响的方案，得到了很多客户的青睐，很多客户也立案做了很多项目，这里感谢各位的支持。这次我给大家介绍一个级联会议音响的项目，有兴趣的客户可以接着往下看。

 

由于目前的音箱大都以单个音箱为主，如果会议室较大，无法达到理想的效果。级联音箱可以通过有线和无线的方式实现级联。

 

为了达到声音播放与拾音同步的效果，利用DSPG现具备的一套适用于级联音响的Daisy Chain技术，微秒级的同步精度，达到了很好的语音播放，拾音同步的效果。基于此技术可以支持无线和有线的级联方式，为了考虑到时间精度我这里给大家讲解我们搭建的有线级联方案。

 

我这里给大家讲解一下Daisy Chain的概念。 

.Daisy Chain 提高设备范围/房间覆盖率，可以适用于大型会议室。

.Daisy Chain 设备激活离通话者最近的MIC。

.Daisy Chain 设备共同工作将继续支持每个设备的功能集-良好的双通话性能，以及回声消除，波束形成和噪声消除。

.Daisy Chain设备离网络最近的设备是主设备，其他的是从设备。

.主设备通过USB或蓝牙连接到笔记本电脑/移动设备

.主从设备通过蓝牙、USB、DECT或3.5mm模拟电缆连接

.当设备使用蓝牙或USB连接时，设备之间的时钟漂移是预期的，由Rate Adaptation管理

.设备之间的互联应确保音频信号在Daisy Chain连接上的固定延时。

 

Daisy Chain 的技术支持模拟线连接、蓝牙连接、USB 数据线连接以及DECT连接的多种方式， 如方案方框图所示。基于我这个方法，我主要是讲解基于模拟线连接的方式，也就是通过4段的3.5mm的音频线来实现级联的效果。 

 

我们这里搭建的主控mcu是基于高通平台的QCC3024 蓝牙芯片，DSPG采用的是D7这颗IC,搭建用的是我们自己画的D7 evb。

 

这里我给大家讲解一下大致的原理部分，会议音响的用途主要用于电话会议或者听歌的用途，其电话会议技术层面我们简称Voice Call Use Case，听歌的场景简称Music Use Case。

 

在该项目的设计中我们需要使用到D7的是哪个TDM口，其使用是TDM0对接MCU（QCC3024）I2S输出/入作为参考信号以及D7 voice call use case处理后的音频传给mcu的信号、TDM1是音频的输出口，也就是传给speack输出的音频数据（这里只需要做输出就行），TDM2是两个音响之间的连接通道，用于传递级联的数据。

 

如下是Voice Call Use Case使用场景，如下方框图所示，其中绿色的箭头描述是通话下行的工作流程，蓝色的箭头描述是通话上行的工作流程。

 

通话下行的工作描述：

手机与QCC3024通过蓝牙连接（该为master机器），将下行的数据从QCC3024的I2S端口输出到master的TDM0端口，然后TDM0分两路传输：一路通过自身算法的AGC/EQU/DRC模块后传输到TDM1口，DTM1再经过DAC输出到speack上。

 

另一路是直接传输到TDM2，经过DAC模块输出给slave机器。

 

Slave机器通过TDM2口接收master传过来的声音，也通过自身算法的AGC/EQU/DRC模块后传输到TDM1口，DTM1再经过DAC输出到speack上。

 

这样就达到了级联同时输出的效果。

 

通话上行的工作描述：

Slave机器启动voiceCall,将4个MIC的数据收集起来，经过自身算法的AEC/BF/VCP等算法后，集成一路有效的音频数据，通过TDM2输出到master机器的TDM2口。

 

Master机器启动voiceCall,将4个MIC的数据收集起来，经过自身算法的AEC/BF/VCP等算法后，集成一路有效的音频数据，然后再将slave机器传过来的数据一起合到MMC模块进行算法处理，

 

MMC处理完成后，将数据直接通过TDM0传输给QCC3024的I2S端口，作为上行数据处理。 

 

如下是Music Use Case的应用场景，如下方框图所示。其绿色的箭头的指示为左右声道的传输流程。

 

Music Use Case的传输是QCC3024 msater机器将音频数据通过I2S输出传输给TDM0口，TDM0将左声道数据通过自身bypass的功能传输到TDM1，经过DAC传输到speack输出。

 

Master机器通过TDM0将右声道的数据传输给TDM2，再经过TDM2输出到slave机器的TDM2口，slave机器通过自身bypass的功能传输到TDM1，经过DAC传输到speack输出。

 

软件实现方法：

配置QCC3024为I2S输出，设置采用率为48K，32bit
 

 

移植DSPG的固件到QCC3024的平台上，接口设定为SPI接口。 

 

录音测试截图：

 

通过逻辑分析仪抓取的数据波形图：

 

MCU选择的要求：

mcu 必须要支持I2S输出，要支持SPI传输接口以及快速的传输速率（10M/s）,这里我们选择高通QCC3024，是可以完全满足要求，最主要是可以得到大联大D7+QCC平台的技术全面支持。我这里选用了QCC3024，当前客户们可以依据你们自己的需求，选择不同的MCU平台。只需要符合上述的要求就可以了。

 

D7 PCB layout 的技术要求：

1、按照DSPG的要求 对D7板layout必须要4层板或以上。

2、如果MIC是固定在PCB板上，4个MIC的上下距离要保持在7CM以上。

 

► 场景应用图

 

► 产品实体图

 

► 展示版照片

 

► 方案方块图

 

► PCB Layout 图

 

► 核心技术优势

DBMD7基于三个CEVA-X DSP处理器。该芯片配备了相关接口，用于与系统中的其他设备进行通信，如应用处理器（AP）、编解码器、数字麦克风和传感器。

DBMD7提供了以下组合：

 三种高性能、高效率、低功耗的VLIW/SIMD数字信号处理器

 支持丰富的接口集

 体积小，适合移动设备

 

独立操作，与手机AP的简单接口

 预处理算法最多可用于8个麦克风，以提高语音触发（VT）、语音命令（VC）和自动语音识别（ASR）性能。

 发送路径：VT/VC，VC和音频缓冲，ASR预处理：回声消除（AEC），BF和降噪（NR）

 接收路径：音频处理算法

 语音通话中最多可使用8个麦克风的预处理算法

 发送路径：AEC、NR、EQ、自动增益控制（AGC）

 接收路径：NR、AGC、EQ、扬声器处理

DSP核心

 DBMD7包括三个CEVA-X2 DSP处理器：

 双可编程高频DSP处理器，运行高达700兆赫。

 一个可编程低功耗DSP处理器，运行高达125MHz，用于低泄漏VT、检测和激活。

 每个CEVA-X DSP处理器提供：

 程序紧耦合内存（PTCM）：64 KB RAM

 程序缓存：32 KB

 数据紧耦合存储器（DTCM）：64KB RAM

 数据缓存：64 KB

 3个非矢量中断，1个矢量中断，1个NMI

 4MB AXI共享RAM

 仅限LP处理器的64KB ROM

 

► 方案规格

该方案的MUC，我们采用的是Qualcomm 的QCC3024蓝牙芯片，与DSPG的传输接口是通过SPI接口，因为SPI的传输速度快而又稳定。

 

DBMD7支持用于引导和控制的外部主机接口，速度如下：

 SPI：高达25 Mbps

 I2C：最高3 Mbps

 UART：高达6 Mbps

 

DBMD7 DSP核心

 DBMD7包括三个CEVA-X2 DSP处理器：

 双可编程高频DSP处理器，运行高达700兆赫。

 一个可编程低功耗DSP处理器，运行高达125MHz，用于低泄漏VT、检测和激活。

 每个CEVA-X DSP处理器提供：

 程序紧耦合内存（PTCM）：64 KB RAM

 程序缓存：32 KB

 数据紧耦合存储器（DTCM）：64KB RAM

 数据缓存：64 KB

 3个非矢量中断，1个矢量中断，1个NMI

 4MB AXI共享RAM

 仅限LP处理器的64KB ROM

 

安全加速器

对代码安全保护、身份验证和回滚保护的安全引导支持提供以下服务：

 AES 128代码解密

 基于ECDSA的代码认证验证

 沙二段（224256）

 散列公钥存储的OTP（Fuse）处理和使用

 

QCC3024硬件规格: 

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

 蓝牙5.1规格、DSP最高频率120MHz

 一路SPI，支持主或从模式，速率高达15.4 Mbps  

 支持APTX、AAC、SBC codec

  三核处理器架构与低功耗应用

 输出支持立体声