适合i.MX RT的Xtensa音频框架简介

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适合i.MX RT的Xtensa音频框架简介

在众多的恩智浦i.MX RT跨界处理器当中，您可能会发现有些系列除了Arm内核之外还结合了高性能的DSP，利用集成DSP的技术优势，可提供高性能音频数字信号处理能力，并包含特定算法操作，可实现完全可编程方法，从而提供最大的灵活性，本篇将介绍适用于i.MX RT500和i.MX RT600 MCU的Xtensa音频框架（XAF）。


Xtensa音频框架是一个用来加速开发音频处理应用程序的框架，恩智浦以及Cadence提供了许多不同的音频组件（component），程序开发者可以从这林林总总的音频组件当中直接挑选套用。


下图中列出了SDK中所包含的各种音频组件。

下图中是一个范例，展示了开发者排列组合音频组件并与之串联在一起。

接下来，我们通过这个框图解释一下在一个完整的音频处理应用程序当中，Xtensa音频框架的组成和彼此相对应的关系。

绿色的部分就是所谓的Xtensa音频框架，其中包含了三个主要的区块，应用接口层（App Interface Layer）、行程间通讯（IPC）、DSP接口层（DSP Interface Layer），另外要提醒一下，灰色的RTOS和各种的音频组件，并不属于Xtensa音频框架的一部分。


Xtensa音频框架利用XAF Developer API来创建、配置以及执行音频组件之间的内存管理，还有音频组件之间的数据传输以及音频组件的处理调度。Xtensa音频框架当中的应用接口层负责依据需求创建与维护语音处理串行，行程间通讯（IPC）则负责沟通应用接口层与DSP接口层，而DSP接口层根据从应用接口层所收到的命令，执行具体的音频处理。


如下图所示，Xtensa音频框架当中应用接口层（App Interface Layer）与DSP接口层（DSP Interface Layer）利用进程间通讯（IPC）命令（command）与回复（response）的机制来传送控制与数据。

接下来提供几个串联音频组件的范例以供参考。


范例一：输入PCM音频数据调整讯号大小

范例二：输入MP3文件并做解码处理

范例三：解码两个MP3文件并做混音处理后输出

范例四：解码MP3的同时编码另一个PCM音频数据

范例五：实施音频采样率转换

范例六：解码AAC文件

范例七：解码MP3并提供给音频输出装置

范例八：从音频输入设备获取PCM音频数，然后调整信号大小

范例九：解码Ogg-Vorbis文件

范例十：解码两个MP3和一个AAC文件并输入至混音器，混音器输出两个PCM，并分送一个调整信号大小，另一个则实施音频采样率转换。

范例十一：使用渲染器的输出当成回音消除的输入或是参考样本

以上范例可以看出各个音频组件的种种应用。
另外也别忘了，除了恩智浦和Cadence所提供的音频组件之外，使用者也能够自己定义并开发私有的音频组件，而且所有的这些音频组件，都能借由Xtensa音频框架不断地重复套用。

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