基于DSPG+Qualcomm 8MIC 强力回声消除声源定位会议音响方案

在今年特殊年的情况下,远端会议已成了日常工作的必备环节,所以人们对会议室音响系统的要求越来越高,对音质音色也要求颇高,因为一般的设备会引起声反馈,造成啸叫,还有间断的杂音,会严重影响会议效率与质量。

专业的会议室音响系统显得尤其重要了。看似简单的把音箱功放、会议话筒、调音台等设备连接起来,其实不然,其中的专业技术是鲜为人知的。
会议室音响系统设计中需要考虑多种问题,如抗干扰、减少声反馈、避免啸叫,要求能提供清晰透亮的人声,和舒服自然的会议环境。


选对会议室音响系统会让会议变得事半功倍,在音质上大家对QUALCOMM的APTX codec是无可挑剔的。

在消除回音和啸叫的技术上,一直以来是大家的心病。今天在这我给大家推荐一款高效的DSPG 配合Qualcomm主控执行8MIC强力声源定位回声消除会议音响的一个方案,“8 MIC强力声源定位回声消除”大家惊不惊喜、意不意外。没错,这里我推荐使用的就是DSP Group所设计的DBMD7这颗处理器芯片。 

  • DBMD7系列提供了一个完整的语音处理器解决方案,用于移动设备和物联网(IoT)世界中需要超高处理能力的始终在线应用。
  • DBMD7实现了一个三核DSP,旨在处理市场上最复杂的音频算法。

技术层次描述:

依据方案方块图可知,在SCO链路建立起来时启动8个MIC采集声音并输入到DBMD7,D7经过内部的算法处理后,将处理过的声音从I2S输出到QCC3024的IS2输入端,
QCC3024将接收到的声音传入到SCO链路的上行,通过蓝牙将声音传输给对方。然后QCC3024将下行收到的声音从speack输出,并将声音通过I2S输出到DBMD7的I2S输入,
给DBMD7作为AEC的参考信号。

软件的移植工作描述:

在QCC3024的芯片ADK中,需要将DBMD7的固件移植到我们的QCC3024的软件中来,当QCC3024开机的时候,就需要通过SPI/UART/I2C接口将固件加载到D7的芯片中,对其初始化。

 1、在软件的移植工作中(如下描述是通过SPI接口来传输数据的),首先需要的是调整好主控端的SPI接口的读写操作,将QCC3024的SPI读写接口全部替换DBMD7 固件默认的接口,并将DBMD7固件中的int dbmdx_init(void) 函数中的所有子函数全部调通,
需要注意到reset、RX READY两个PIN的配置。

因为D7工作前需要复位。因此,系统上电时需要RTOS AP拉低拉高RESET/RSTN GPIO,如下图所示。

RX READY GPIO 的配置需要与实物的连接要一致,否则后续的工作都不能往下继续:

RX READY GPIO用于SPI传输,每当AP从D7读取数据时,AP需要等待RX READY给出时钟。如下图所示




2、在int dbmdx_init(void)函数下,主要实现如下几个函数功能:


3、可以逐步调式每一个单一的子函数的方式,这样会更有效率一点,调试阶段需要借助逻辑分析仪来检查结果,如下图所示:



4、整个DSPG的系统跑成功之后,代表D7的移植工作完成了80%,后续的就是调试D7与主控QCC3024的对接了。

由上面的描述可知,QCC3024是作为I2S的master, 需要实现I2S的输入和 I2S的数出同时执行,并设置DAC也同时输出。





由于在DBMD7的固件中,在uc_d7_voice_call_init()中,对MIC的信号需要使用到32bit 48Ksmprate 的信号,因此我们在QCC3024的I2S端,也需要配置为一致。





5、当QCC3024连接手机后,只要建立SCO链路,就通过函数uc_d7_voice_call_create_run()来激活DBMD7芯片启动 voice call.

当SCO链路断开,QCC3024端就得调用uc_d7_voice_call_terminate()函数来结束voice call。

场景应用图

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产品实体图

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展示版照片

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方案方块图

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PCB设计图

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录音调试图

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DBMD7 方块图

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8 MIC的连接图

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核心技术优势

DBMD7的目标应用程序包括:  智能个人助理语音命令处理器  杜比环绕声和DTS语音处理器  智能电视语音识别  智能音效条。 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的传输速度块而又稳定。 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

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