基于DSPG+Qualcomm 8MIC 強力回聲消除聲源定位會(huì )議音響方案

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

專(zhuān)業(yè)的會(huì )議室音響系統顯得尤其重要了?？此坪?jiǎn)單的把音箱、功放、會(huì )議話(huà)筒、調音臺等設備連接起來(lái)，其實(shí)不然，其中的專(zhuān)業(yè)技術(shù)是鮮為人知的。

會(huì )議室音響系統設計中需要考慮多種問(wèn)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(huì )議環(huán)境。

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

在消除回音和嘯叫的技術(shù)上，一直以來(lái)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主控執行8MIC強力聲源定位回聲消除會(huì )議音響的一個(gè)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(méi)錯，這里我推薦使用的就是DSP Group所設計的DBMD7這顆處理器芯片。

● DBMD7系列提供了一個(gè)完整的語(yǔ)音處理器解決方案，用于移動(dòng)設備和物聯(lián)網(wǎng)（IoT）世界中需要超高處理能力的始終在線(xiàn)應用。

● DBMD7實(shí)現了一個(gè)三核DSP，旨在處理市場(chǎng)上最復雜的音頻算法。

技術(shù)層次描述

依據方案方塊圖可知，在SCO鏈路建立起來(lái)時(shí)啟動(dòng)8個(gè)MIC采集聲音并輸入到DBMD7，D7經(jīng)過(guò)內部的算法處理后，將處理過(guò)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(guò)藍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(guò)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(lái)，當QCC3024開(kāi)機的時(shí)候，就需要通過(guò)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(guò)SPI接口來(lái)傳輸數據的），首先需要的是調整好主控端的SPI接口的讀寫(xiě)操作，將QCC3024的SPI讀寫(xiě)接口全部替換DBMD7 固件默認的接口，并將DBMD7固件中的int dbmdx_init(void) 函數中的所有子函數全部調通，需要注意到reset、RX READY兩個(gè)PIN的配置。

因為D7工作前需要復位。因此，系統上電時(shí)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(shí)物的連接要一致，否則后續的工作都不能往下繼續：

RX READY GPIO用于SPI傳輸，每當AP從D7讀取數據時(shí)，AP需要等待RX READY給出時(shí)鐘。如下圖所示

2、在int dbmdx_init(void)函數下，主要實(shí)現如下幾個(gè)函數功能：

3、可以逐步調式每一個(gè)單一的子函數的方式，這樣會(huì )更有效率一點(diǎn)，調試階段需要借助邏輯分析儀來(lái)檢查結果，如下圖所示：

4、整個(gè)DSPG的系統跑成功之后，代表D7的移植工作完成了80%，后續的就是調試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(shí)現I2S的輸入和 I2S的數出同時(shí)執行，并設置DAC也同時(shí)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QCC3024連接手機后，只要建立SCO鏈路，就通過(guò)函數uc_d7_voice_call_create_run（）來(lái)激活DBMD7芯片啟動(dòng) voice call。

當SCO鏈路斷開(kāi)，QCC3024端就得調用uc_d7_voice_call_terminate（）函數來(lái)結束voice call。

展示版照片

PCB設計圖

錄音調試圖

DBMD7 方塊圖

8 MIC的連接圖

核心技術(shù)優(yōu)勢

DBMD7的目標應用程序包括：

● 智能個(gè)人助理語(yǔ)音命令處理器

● 杜比環(huán)繞聲和DTS語(yǔ)音處理器

● 智能電視語(yǔ)音識別

● 智能音效條。

DBMD7基于三個(gè)CEVA-X? DSP處理器。該芯片配備了相關(guān)接口，用于與系統中的其他設備進(jìn)行通信，如應用處理器（AP）、編解碼器、數字麥克風(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數字信號處理器

● 支持豐富的接口集

● 體積小，適合移動(dòng)設備

獨立操作，與手機AP的簡(jiǎn)單接口

● 預處理算法最多可用于8個(gè)麥克風(fēng)，以提高語(yǔ)音觸發(fā)（VT）、語(yǔ)音命令（VC）和自動(dòng)語(yǔ)音識別（ASR）性能。

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

● 接收路徑：音頻處理算法

● 語(yǔ)音通話(huà)中最多可使用8個(gè)麥克風(fēng)的預處理算法

● 發(fā)送路徑：AEC、NR、EQ、自動(dòng)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(gè)CEVA-X2 DSP處理器：

● 雙可編程高頻DSP處理器，運行高達700兆赫。

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

● 每個(gè)CEVA-X DSP處理器提供：

● 程序緊耦合內存（PTCM）：64 KB RAM

● 程序緩存：32 KB

● 數據緊耦合存儲器（DTCM）：64KB RAM

● 數據緩存：64 KB

● 3個(gè)非矢量中斷，1個(gè)矢量中斷，1個(gè)NMI

● 4MB AXI共享RAM

● 僅限LP處理器的64KB ROM

方案規格

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

DBMD7支持用于引導和控制的外部主機接口，速度如下：

● SPI：高達25 Mbps

● I2C：最高3 Mbps

● UART：高達6 Mbps

DBMD7 DSP核心

● DBMD7包括三個(gè)CEVA-X2 DSP處理器：

● 雙可編程高頻DSP處理器，運行高達700兆赫。

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

● 每個(gè)CEVA-X DSP處理器提供：

● 程序緊耦合內存（PTCM）：64 KB RAM

● 程序緩存：32 KB

● 數據緊耦合存儲器（DTCM）：64KB RAM

● 數據緩存：64 KB

● 3個(gè)非矢量中斷，1個(gè)矢量中斷，1個(gè)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支持提供以下服務(wù)：

● AES 128代碼解密

● 基于ECDSA的代碼認證驗證

● 沙二段（224256）

● 散列公鑰存儲的OTP（Fuse）處理和使用

QCC3024硬件規格:

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

● 藍牙5.1規格、DSP最高頻率120MHz

● 一路SPI，支持主或從模式，速率高達15.4 Mbps

● 支持APTX、AAC、SBC codec

● 三核處理器架構與低功耗應用

● 輸出支持立體聲