基于DSP的混合信号解决方案解决高级音频处理难题
从20世纪70年代产生构想以来，特别是在过去十年间，数据信号处理(DSP)在媒体应用激增的推动下，已经成为了一项耳熟能详的技术。从用于军事的语音和图像处理开始，这项技术首先发展进入音频和视频的应用环境，随即又进入了更加主流的电子领域。
今天，设计师们正面临着如下一系列信号处理方面的挑战：要求同时具备先进的功能性、便携性和低耗能性的应用，其要求不断增加。音频领域是个典型应用：从专业耳机到电子听诊器和遥感器，新的应用不断出现，这就要求工程师利用电池供电，以相对较低的成本和小型化设计实现音频压缩和录音、声音管理、回波消除和言语处理。
但是应用的便携性增加了这些挑战的难度：低能耗不仅仅要求提高电池寿命，还要求降低电池的尺寸大小和重量。尺寸限制还要求组件数量越少越好，而设备的复杂性则不断随着市场要求产品所具特色的增加而增加。最后，市场的快速变化向设计师们施压，他们必须比以前更加迅速地完成项目，并尽快将他们的想法转化成销售额。因此，IP复用或某些形式的可编程性至关重要。
有充分证据证明，实现信号处理功能集成的驱动力也对传统上模拟和数字电子技术之间的分离造成了冲击，使得混合信号的IC设计更加普遍。对于芯片设计师来说，这本身就困难重重：例如，他们需要设计具备多重地和电源的组件，并确保模拟和数字两部分之间的充分隔离，因为其中一部分可能干扰到另一部分。
尽管存在这些固有的难题，系统设计师的需求已经使模拟和数字技术集成于芯片上变得不可避免。产业从许多不同的方向解决了这个问题：线性电路的制造商已经开始向他们的设备添加数字功能；同时可编程逻辑技术的供应商也已经尝试集成模拟功能。但是，最重要和最成功的事情可能是，微处理器、DSP以及DSP核心的制造商一直努力在芯片上集成更多外围功能。今天，具有真正专门知识和处理技术的设备供应商可以提供具备ADC、DAC、显示驱动器、电源管理、集成放大器以及许多在特殊应用中普遍使用的外围支持功能的单芯片信号处理解决方案。
单芯片音频处理解决方案
图1展示了由AMI半导体公司开发的经优化的混合信号片上系统音频处理解决方案的示意图。这款被称为BelaSigna™ 250的芯片提供了一个极好的例子，证明了当前使用最新的混合信号半导体处理技术而可能达到的集成水平。
该设备以将非同寻常的功率效率与高性能有机结合的平行处理架构为基础，构成了一个完整的音频解决方案，包括ADC与DAC、滤波器、放大器和电源管理电路。使用一个完全可编程的16位定点双哈佛架构DSP核心作为其主处理器，意味着BelaSigna 250可以迅速地在软件中进行配置——利用AMIS或第三方软件合作伙伴提供的程序库功能，使这个进程得以加速。
