，通常都是采用多功能系統(tǒng)芯片(SOC)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。這樣的SOC主要執(zhí)行兩種功能：應(yīng)用處理和視頻/音頻信號(hào)處理。應(yīng)用處理(或主處理)通常是通過(guò)像MIPS處理器這樣的一個(gè)可編程內(nèi)核實(shí)現(xiàn)的。由于其計(jì)算復(fù)雜性的程度，視頻信號(hào)處理是使用專(zhuān)用的硬件完成的。在某種程度上，與視頻信號(hào)的處理相比，音頻信號(hào)處理的計(jì)算需求并沒(méi)有那么大，在過(guò)去，都是采用固定線路邏輯或一個(gè)數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)進(jìn)行處理。

然而，由于用戶(hù)的產(chǎn)品需要支持更多復(fù)雜的算法，音頻子系統(tǒng)的需求也在增加，先進(jìn)的前/后處理和全雙工需要進(jìn)行同時(shí)編解碼。當(dāng)音頻需求增加時(shí)，因架構(gòu)上的創(chuàng)新，處理器的頻率也在提高，使像MIPS科技這樣的可編程處理器能夠與主功能一起實(shí)現(xiàn)要求苛刻的音頻應(yīng)用。

在一個(gè)MIPS內(nèi)核上構(gòu)建兩種類(lèi)型的執(zhí)行音頻應(yīng)用的SOC結(jié)構(gòu)是可能的：(1)一個(gè)是作為主處理CPU，另一個(gè)是進(jìn)行音頻處理的專(zhuān)用CPU(參見(jiàn)圖1)，或者(2)采用一個(gè)單CPU作為主處理和音頻處理。使用MIPS處理器可以為音頻處理帶來(lái)顯著的好處。最重要的是優(yōu)點(diǎn)，這類(lèi)解決方案可以提供以下的功能：

⊙單處理器架構(gòu)的高度集成的SOC解決方案

⊙減少整個(gè)SOC設(shè)計(jì)和制造過(guò)程的成本

⊙可編程音頻處理器可以延長(zhǎng)SOC設(shè)計(jì)的生命周期

⊙快速投放市場(chǎng)的優(yōu)勢(shì)

⊙MIPS的軟音頻接口有利于應(yīng)用軟件的開(kāi)發(fā)和集成多內(nèi)核SOC音頻架構(gòu)

在多內(nèi)核的情況下，主CPU運(yùn)行操作系統(tǒng)、最終用戶(hù)應(yīng)用和服務(wù)，而用一個(gè)專(zhuān)用音頻處理器運(yùn)行音頻處理功能。獲得MIPS科技的若干授權(quán)就可以得到專(zhuān)門(mén)用于MIPS音頻處理內(nèi)核的消費(fèi)電子設(shè)備的SOC工具。簡(jiǎn)而言之，使用MIPS用于音頻設(shè)計(jì)的處理器就可獲得一種可編程解決方案。可編程性意味著一個(gè)現(xiàn)有的設(shè)計(jì)可以簡(jiǎn)便地適用于各種各樣的音頻算法。這可以提供兩個(gè)重要的優(yōu)勢(shì)：?jiǎn)蜸OC的能力可用于多最終用戶(hù)的應(yīng)用;同時(shí)延長(zhǎng)SOC設(shè)計(jì)的生命周期，以跟上音頻標(biāo)準(zhǔn)迅速不斷進(jìn)化和變化的腳步。

專(zhuān)用音頻處理器的優(yōu)點(diǎn)在于它不會(huì)與其他應(yīng)用爭(zhēng)奪CPU的周期，因此有許多余裕空間。這種音頻協(xié)處理器的余裕空間能用于多種方式：(1)備用的CPU周期可以同時(shí)用于對(duì)多數(shù)據(jù)流的編碼和解碼;(2)它可保證高檔設(shè)計(jì)中的最高音頻質(zhì)量;或者(3)余?？臻g可以通過(guò)降低電壓減低處理器的頻率，因此而降低音頻子系統(tǒng)和整個(gè)SOC的功耗。

使用可編程處理器實(shí)現(xiàn)音頻算法的優(yōu)點(diǎn)在其配置方面的表現(xiàn)尤為明顯，因?yàn)樗哂蟹喜粩噙M(jìn)化形成的全球音頻標(biāo)準(zhǔn)的靈活性。利用專(zhuān)用的DSP，電流性能和功率需求可能得到滿(mǎn)足，但是它們可能無(wú)法根據(jù)變化滿(mǎn)足未來(lái)的需要。MIPS的音頻處理器可為通往高性能處理器提供一條清晰而簡(jiǎn)便的遷徙途徑，而且與其上一代產(chǎn)品是二進(jìn)制兼容的。

圖1 音頻處理架構(gòu)當(dāng)一個(gè)內(nèi)核的音頻處理功能與主CPU單獨(dú)完成時(shí)，在主CPU和音頻處理器之間需要一種通信機(jī)制。在兩個(gè)MIPS內(nèi)核之間建立一個(gè)通信接口要比在一個(gè)MIPS CPU和一個(gè)DSP之間簡(jiǎn)單得多。例如，MIPS CPU上可使用的LL和SC(加載-連接/存儲(chǔ)-條件)指令能被用來(lái)十分簡(jiǎn)便地建立起通信和同步化機(jī)制。

單內(nèi)核SOC音頻架構(gòu)

在一個(gè)單內(nèi)核環(huán)境中，最大的好處是通過(guò)完全省掉DSP或固定線路音頻模塊，而在MIPS主處理器上執(zhí)行音頻。這既減少了裸片尺寸，又節(jié)省了總的系統(tǒng)調(diào)試時(shí)間。反過(guò)來(lái)，這也保證了減少成本和更為迅速地投放市場(chǎng)。

利用一個(gè)運(yùn)行在主CPU上的實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)(RTOS)，音頻處理可以完成系統(tǒng)的線程(任務(wù))之一。RTOS必須保證這個(gè)音頻線程得到足夠的時(shí)序時(shí)隙，以一種適時(shí)的方式完成其任務(wù)。通常，音頻處理將僅僅需要一小部分CPU周期;因此，這個(gè)要求可以容易地得到滿(mǎn)足。除了RTOS之外，這個(gè)單處理器也能執(zhí)行其他諸如視頻控制等應(yīng)用。適當(dāng)?shù)臅r(shí)序機(jī)制是保證準(zhǔn)時(shí)地完成所有任務(wù)所必需的。

在一個(gè)單內(nèi)核解決方案中，由于指令和/或數(shù)據(jù)高速緩存的干擾會(huì)使音頻應(yīng)用的性能下降。這種降級(jí)是操作系統(tǒng)與處理器上執(zhí)行的其他控制功能的特定組合功能。如果性能的下降不可接受，那么就可能需要使用兩種方法中的一種。一旦引起降級(jí)的原因與指令或數(shù)據(jù)高速緩存隔離開(kāi)來(lái)，第一種需要的方法是鎖定控制關(guān)鍵功能或數(shù)據(jù)數(shù)組占用的高速緩存線路。

如果高速緩存線鎖方法不理想的話，那么可以使用一個(gè)專(zhuān)用的高速暫存存儲(chǔ)器RAM(Scratchpad RAM，SPRAM)。SPRAM是為MIPS處理器執(zhí)行選擇提供可預(yù)測(cè)的低等待時(shí)間的片上存儲(chǔ)器。如果必要的話，SPRAM的容量可能比高速緩存的容量大得多，不過(guò)，通常小容量的SPRAM可能有助于為應(yīng)用帶來(lái)顯著的性能。通過(guò)在SPRAM中加載軟件音頻解碼器的關(guān)鍵功能的“文本”(代碼)段，能夠減少音頻解碼器中的指令高速緩存的錯(cuò)誤。交替地使用SPRAM可保持常用的數(shù)據(jù)數(shù)組，以減少數(shù)據(jù)高速緩存的錯(cuò)誤。最低成本的整體解決方案：將MIPS處理器用于音頻

當(dāng)做出系統(tǒng)架構(gòu)決定的時(shí)候，需要考慮若干主要的成本因素，例如：授權(quán)、版稅、裸片尺寸、開(kāi)發(fā)工具和設(shè)計(jì)時(shí)