ADSP-2100係列是AD公司的定點數字信號處理器,它具有很多優點,例如:①運算能力強,具有三個獨立運算單元:算術/邏輯單元、乘法器/累加器和桶形移位器。它們可以在單個周期內完成與累加運算或其他運算和邏輯操作的組合;②數據尋址能力,允許在同一單個周期內從兩個不同存儲空間存取兩個操作數;③程序定序能力,能循環地執行支持4級嵌環套並處理轉移和條件轉移;④具有I/O操作能力。ADSP-2100係列芯片能與單字節EPROM直接接口,能有效地引導加載程序而無需附加其他部件。ADSP-2111是用於信號處理和高速運算的單片微計算機,采用24位指令和16位數據,包含主機接口,可以不加邏輯部件和PC機連接,兩個串行接口,可編定時器,ALU、MAC、桶形移位器,兩個數據地址發生器,程序順序器,狀態寄存器和5條內部總線支持其操作。
使用ADSP-2111作CPU,配置由快速雙尋址RAM的16K×24程序存儲器,存儲32K×16數據存儲器和必要支持部件,例如並行接口、串行接口、模擬接口和與總線連接的EPROM,分開的片內程序存儲器和數據存儲器等就構成了包含多功能卡和PC機組成的DSP多媒體係統。RAM和EPROM擴展,模擬接口擴展。在PC機管理下利用ADSP-2111高速運算特點,將係統運算速度提高2~3個數量級以滿足數據采集,運算加速,立體聲重放的實時處理要求。在同一時間內,由PC機通過控製電路管理雙尋址存儲器,發出各種命令以完成對ADSP-2111多功能卡的加載程序、讀寫數據、啟動、保持等各項操作。還可以通過PIO接口實現多功能卡與PC機之間的信息傳輸或交換數據。
支持MS-Windows下的聲係統,包含一對立體聲ADC和一對立體聲DAC,有多通道立體聲輸入/輸出,其中ADC的輸入可選擇傳聲器等四路立體聲模擬輸入,有可編程增益/衰減,采樣頻率在5.5~48kHz範圍內可以分級調整。片內有折疊數字濾波器和模擬輸出低通濾波器,此外還有與總線連接的一字節寬度並行接口。
由於ADSP-2111的運算速度很高,因此具有多媒體功能,不但在模擬或數字域進行信號的混合,還適用於語音/音樂壓縮,聲音合成,廳堂音質模擬和人工混響處理等。
15.9數據壓縮技術聲音數字化技術是目前較為成熟的技術,它與數字音響技術相同。
在數字音響中主要采用脈衝編碼調製(PCM),但在多媒體技術中還采用差分脈衝編碼調製(DPCM),自適應差分脈衝編脈調製(ADPCM),自適應變換編碼(ATC)和子帶編碼(SBC)。PCM、DPCM和ADPCM三種方法都是時域編碼,也是聲音數字化的主要方法。在同樣采樣精度和采樣頻率的情況下,DCPCM的數據量少於PCM、ADPCM的數據量又少於DPCM並且反映出更寬的音頻信號動態範圍。ATC和SBC兩種方法則是頻域編碼,其中SBC方法用得非常廣泛。
多媒體信息主要類型有文字或文本、聲音、高保真立體聲、視頻、圖像等。為了提高傳輸和存儲效率,信源編碼的研究力圖在保證語音質量的前提下,降低信源編碼的數據率。CCITT采用的μ律和A律PCM編碼,數據率為64Kb/s,而ADPCM編碼的數據率為32Kb/s。
ADPCM的波形編碼可以獲得高質量語音,但壓縮比不大。上述標準適用於300~3400Hz的窄帶語音信號。針對寬帶信號(50~7000Hz),CCITT提出64Kb/s標準的編碼。ISO在製定EG的同時製定了20KHz帶寬的單聲道音頻編碼標準,采用128Kb/s或96Kb/s。
數據壓縮方法主要有、P×64、EG三種,其中主要用於靜止畫麵,而EG主要用於動態圖像,P×64用於電視電話和電視會議關於圖像和聲音雙向傳輸的數據壓縮。其中MPEG壓縮/解壓是用於視頻音頻壓縮和回放的國際標準,利用EG技術和光盤製作的VCD可以發行電影、電視劇及卡拉OK節目,伴音質量達到CD唱片的音質。
對於語音也同樣需要壓縮,這是在音頻卡上實現,語音信號PCM數字化後,其數據率仍然高達64Kb/s,不進行壓縮很難用調製解調器(MODEM)在電話線路上傳輸。語音信號采用ADPCM可壓縮到32Kb/s;90年代VSELP編碼可壓縮到8Kb/s,而SCELP算法可把語音壓縮到4.8Kb/s但還有足夠的清晰度。這一算法采用DSP後可實現雙向壓縮/解壓,現已用於多媒體通信中。
數據壓縮技術可以采用硬件或軟件方法實現。但由於壓縮算法的運算量很大,需要很高的運算速度和存儲空間,這對現有係統來說是很大的負擔。為了解決這個問題,在探索數據壓縮技術的同時,著手研製生產高性能的芯片和係統。一般在對時間要求不高的應用場合,可以采用軟件壓縮,而在對運行速度較高的實時壓縮情況則采用硬件壓縮。實現壓縮標準和算法的硬件產品是PC機多媒體升級套件中的主要部件。在多媒體國際壓縮標準製定後,C-Cube公司和IIT公司推出了符合上述標準的壓縮處理芯片。