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東莞市德峰智能科技有限公司

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藍牙音頻簡(jiǎn)介


1. CSR (已經(jīng)被高通收購


CSR在藍牙音頻SOC方面應該是最大的廠(chǎng)商了,現在國內外大部分藍牙音頻(藍牙耳機,藍牙音響,soundbar)的芯片方案都是基于CSR的。被高通收購之后,高通在手機上推廣aptX格式,也使得SCR的芯片更加具有競爭力了,畢竟SCR的aptX編碼是現在可以接入的最高品質(zhì)的藍牙傳輸編碼格式了。FIIL耳機也是支持aptX格式并將其作為亮點(diǎn)之一的。


CSR旗下芯片很多,官網(wǎng)(http://www.csr.com/)都有介紹,其中畢竟熱門(mén)的芯片為 CSRA64215(這款芯片的資料官網(wǎng)暫時(shí)沒(méi)找到,估計官網(wǎng)叫另外一個(gè)名字),CSR8645和CSR8670,分別對應低,中,高端應用。這三款都支持aptX,其中CSRA64215因為時(shí)間更新,也支持aptX-LL,另外兩款并沒(méi)有注明,有待確定。CSR8645和CSR8670都是ARM+DSP設計,具體型號為:80MHz RISC MCU and 80MIPS Kalimba DSP。8670則是支持更多的外設,包括6個(gè)觸摸控制和6數字麥克風(fēng)輸入,以實(shí)現更加復雜的應用。


CSR的開(kāi)發(fā)環(huán)境比較不友好,遠不如意法半導體和TI這種ARM M內核的cpu或者藍牙SOC,國內有一些CSR的開(kāi)發(fā)者寫(xiě)了一些教材和共享了一些資料,但也都較為混亂和難以入門(mén)。而官方的支持則是需要以公司合作的方式簽訂保密協(xié)議去獲得技術(shù)支持,所以增加了開(kāi)發(fā)門(mén)檻。而實(shí)際代碼的編寫(xiě)是基于C語(yǔ)言,以消息事件的方式去運行,筆者在淘寶采購了完整的開(kāi)發(fā)板,并獲取了一些資料,在寒假期間將盡量把CSR的開(kāi)發(fā)的一些體驗和經(jīng)驗寫(xiě)成文檔分享給大家。


2. 炬力


炬力在早些年就在音頻播放器的主控芯片產(chǎn)業(yè)里面耕耘,所以在解碼和主控方案具有較為不錯的積淀,推出的藍牙SOC也是更加功能全面。


炬力推出了 ATS2823,ATS2825和ATS2829三款藍牙音頻SOC方案,分別想應用在藍牙音箱,soundbar和藍牙耳機上面。以ATS2829為例,官網(wǎng)介紹如下:


ATS2829是一顆高度集成度的藍牙音頻解決方案Soc,是專(zhuān)為便攜式和無(wú)線(xiàn)藍牙音頻所設計的產(chǎn)品,滿(mǎn)足市場(chǎng)需求的高性能,低成本和低功耗等特點(diǎn)。
大容量?jì)戎肦AM能夠滿(mǎn)足不同藍牙應用方案的需求,支持后臺藍牙,在播放外置SD卡或U盤(pán)中高品質(zhì)音樂(lè )的同時(shí)可以保持藍牙連接狀態(tài)。內置DSP支持多種音效處理,支持藍牙免提通話(huà)時(shí)雙麥克風(fēng)回波消除和降噪。
 ? 該芯片集成了完全符合藍牙規范的藍牙V2.1/V3.0/V4.0/V4.1/V4.2 控制器,并支持雙模(BR/EDR + AMP + Low Energy Controllers)。它可以與以前的版本兼容,包括V2.1+ EDR和V3.0 + HS。
 ? 嵌入式電源管理模塊支持功耗優(yōu)化并提供更長(cháng)的電池使用壽命。在保證高品質(zhì)音樂(lè )播放和通話(huà)效果的同時(shí)仍保持低功耗和低成本是其競爭優(yōu)勢,為我們定位中高端市場(chǎng)奠定了基礎。
 ? 該芯片提供了一個(gè)真正的完整解決方案,是高集成度和可擴展的藍牙音頻產(chǎn)品的理想選擇。


可以看出,該芯片集成度很高,CPU為104M的MIPS,DSP則是180M的主頻,性能很強,且支持文件管理,可以實(shí)現除音頻傳輸之外更多功能。


當然,因為aptX協(xié)議的專(zhuān)有性,其也只能支持ACC和SBC,更高品質(zhì)的音樂(lè )播放只能通過(guò)本地播放來(lái)實(shí)現。


3. BEKEN (博通集成電路)


雖然名字和Broadcom重合了,但其推出的BK3256在低端市場(chǎng)廣受歡迎,甚至存在很多改絲印的變種,可見(jiàn)其受眾之廣。


該芯片具有插卡,U盤(pán)和FM功能,非常強大,淘寶賣(mài)郵票模塊零售價(jià)15塊錢(qián),成本及其低,下圖為硬件構架圖



功能很齊全,對于不要求很高音質(zhì)的藍牙音頻方案來(lái)說(shuō),具有很高的性?xún)r(jià)比。成為淘寶爆款也是實(shí)至名歸。


4. TI


TI在藍牙BLE方面屬于很強的水平,CC系列在物聯(lián)網(wǎng)中也是極為可靠的解決方案,同時(shí)TI家除了芯片貴,其他都近乎完美,對開(kāi)發(fā)人員和實(shí)驗人員來(lái)說(shuō),TI文檔編的好,還經(jīng)常送開(kāi)發(fā)板和SDK,是快速入門(mén)的首選。


最近TI推出了CC2640系列的芯片,雖然沒(méi)有著(zhù)重于音頻方面的應用,但其外接了I2S接口,同時(shí)也支持A2DP協(xié)議,所以理論上是支持SBC編碼的,是可以應用在藍牙音頻方面的?,F在已經(jīng)有廠(chǎng)商開(kāi)始做基于CC2640的藍牙音頻方案,但是是基于MCU+CC2640的方案,方案的硬件成本還是較高和較冗余,如果TI在藍牙音頻方面做一些sdk,估計會(huì )有一些實(shí)際應用,當然aptX的壟斷和CC2640不帶DSP也可能使得這樣做并沒(méi)有很大的競爭力。



5. Nordic


nRF51822系列讓Nordic在藍牙SOC領(lǐng)域占據了很大一片市場(chǎng),很巧的是,其也推出了外接I2S的藍牙SOC nRF52840.其MCU為 32-bit ARM Cortex-M4F Processor,同樣也不帶DSP。其主要的應用領(lǐng)域也不是藍牙音頻領(lǐng)域。其和CC2640的定位類(lèi)似,并且比CC2640的性能更強,使用M4內核是可以硬解音頻格式的,理論上也是可以實(shí)現SBC格式的藍牙傳輸和解碼,同樣的問(wèn)題也是集成度和適用性會(huì )比較弱一些。



6. MTK


MTK在物聯(lián)網(wǎng)方面一直很重視,wifi soc,智能手表專(zhuān)用芯片,和物聯(lián)網(wǎng)專(zhuān)用芯片都有涉及過(guò),加上與代理商的開(kāi)發(fā)支持,其在工業(yè)界具有很快速靈活的技術(shù)支撐。同時(shí),MTK旗下的Linkit實(shí)驗室(http://labs.mediatek.com/zh-cn)也為MTK的產(chǎn)品推廣起到了很好的引導作用。


聯(lián)發(fā)科最近公布了其藍牙SOC方案,MT2533D,這款芯針對藍牙耳機的應用,預計2017年第三季度開(kāi)始出貨,該芯片的功能很強,集成度肯定會(huì )很高,估計會(huì )成為一款熱門(mén)處理器。其官網(wǎng)介紹如下:


主要功能

  • 具備浮點(diǎn)運算支持的ARM Cortex-M4處理器,支持多種頻率和電壓模式,使用TSMC 55nm超低功耗技術(shù),更加節能并延長(cháng)電池壽命。芯片內建 4 MB PSRAM 和 4 MB 閃存。

  • 雙模藍牙子系統,支持藍牙 2.1 和低功耗藍牙 4.2,包含藍牙無(wú)線(xiàn)電、基帶、鏈路控制器, 使設備能夠連接到各種當前和傳統的智能手機以及其他個(gè)人設備。

  • 結合Audio Analog Front End(AFE)以及一個(gè)基于Cadence®Tensilica®HiFi Mini Digital Signal Processor(DSP)的小型低功耗DSP,可用于持續監聽(tīng)及語(yǔ)音觸發(fā)和語(yǔ)音識別應用。 DSP支持A2DP,SBC,MP3和AAC(256kbps)編解碼器,以及具有本地雙麥克風(fēng)降噪(DMNR)技術(shù)的雙數字麥克風(fēng),和語(yǔ)音增強功能,可支持第三方語(yǔ)音喚醒軟件。

  • SDIO接口支持4GB eMMC外部存儲。 讓設備能存儲多達1000首歌曲,并且支持本地MP3播放。

  • 顯示組件支持 MIPI-DSI 和串行接口,并且包含下列 2D 功能:全彩顯示,半透明圖層、字體平滑化,以及可節省內存和運算能力的 1 位索引色。相機組件則支持 DDR 模式,最大頻率達 48 MHz,最高分辨率為 VGA。

  • 支持 UART、 I2C、 SPI、 I2S、 PWM、 SDIO、 MSDC、 USB、 PCMIF、 ADC 和雙數字麥克風(fēng)等接口。

MT2533D block diagram


可以看出來(lái),幾乎藍牙耳機會(huì )用到的功能它統統支持了,加上MTK的價(jià)格優(yōu)勢,這款芯片具有很強的競爭優(yōu)勢。

當然不能支持aptX也是所有除CSR外芯片需要面臨的問(wèn)題。


7. 樂(lè )鑫


樂(lè )鑫只有兩款產(chǎn)品,ESP8266和新推出的ESP32.


ESP8266是人盡皆知的爆款了,在國內外這款芯片都很受歡迎。

2016年下半年樂(lè )鑫的ESP32推出,其強悍的性能也是再次讓很多開(kāi)發(fā)者贊嘆不已(最起碼筆者被驚艷到了),主要性能如下:


Tensilica LX6 雙核處理器,主頻 240 MHz,運算能力高達 600 DMIPS

內置 520 KB SRAM

內置 802.11BGN HT40 Wi-Fi 收發(fā)器、基帶、協(xié)議棧和 LWIP

集成雙模藍牙(傳統藍牙和低功耗藍牙)

16 MByte Flash



240MHz的主頻雙核,直接跑FreeRTOS,外設支持也很完善。這款芯片具有極高的性?xún)r(jià)比,而且還帶wifi功能。


雖然樂(lè )鑫開(kāi)源做的很不錯,但是現在能夠使用的例程還是不多,但不能遮擋這塊芯片的強勢之處。合理的調度硬件資源,控制好藍牙和wifi的模式,這款芯片在藍牙和wifi音頻上面會(huì )有很好的方案出現。


筆者所知道的大概就是這些,總體來(lái)說(shuō),aptX為CSR獨有,也是CSR最大的優(yōu)勢之一,而國內廠(chǎng)商在基于A(yíng)RM和MIPS構架也開(kāi)始在這一領(lǐng)域耕植。


能否有新的開(kāi)源的藍牙音頻編碼方式站出來(lái)抗衡aptX,感覺(jué)也是值得期待的。

同時(shí),apple的acc傳輸給自己的音頻無(wú)線(xiàn)化帶來(lái)了瓶頸,其會(huì )用什么方法去解決,估計蘋(píng)果現在已經(jīng)在著(zhù)手解決了吧。

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