当前市场主流蓝牙音频SoC介绍

2017-02-07 shepinfangdaqi的博客
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因为并没有实际去蓝牙音频工业界体验,本文总结主要来自官网和淘宝模块提取出来的信息。
 
1. CSR (已经被高通收购)
 
CSR在蓝牙音频SOC方面应该是最大的厂商了,现在国内外大部分蓝牙音频(蓝牙耳机,蓝牙音响,soundbar)的芯片方案都是基于CSR的。被高通收购之后,高通在手机上推广aptX格式,也使得SCR的芯片更加具有竞争力了,毕竟SCR的aptX编码是现在可以接入的最高品质的蓝牙传输编码格式了。FIIL耳机也是支持aptX格式并将其作为亮点之一的。
 
CSR旗下芯片很多,官网都有介绍,其中毕竟热门的芯片为 CSRA64215(这款芯片的资料官网暂时没找到,估计官网叫另外一个名字),CSR8645和CSR8670,分别对应低,中,高端应用。这三款都支持aptX,其中CSRA64215因为时间更新,也支持aptX-LL,另外两款并没有注明,有待确定。CSR8645和CSR8670都是ARM+DSP设计,具体型号为:80MHz RISC MCU and 80MIPS Kalimba DSP。8670则是支持更多的外设,包括6个触摸控制和6数字麦克风输入,以实现更加复杂的应用。
 
CSR的开发环境比较不友好,远不如意法半导体和TI这种ARM M内核的cpu或者蓝牙SOC,国内有一些CSR的开发者写了一些教材和共享了一些资料,但也都较为混乱和难以入门。而官方的支持则是需要以公司合作的方式签订保密协议去获得技术支持,所以增加了开发门槛。而实际代码的编写是基于C语言,以消息事件的方式去运行,笔者在淘宝采购了完整的开发板,并获取了一些资料,在寒假期间将尽量把CSR的开发的一些体验和经验写成文档分享给大家。
 
2. 炬力
 
炬力在早些年就在音频播放器的主控芯片产业里面耕耘,所以在解码和主控方案具有较为不错的积淀,推出的蓝牙SOC也是更加功能全面。
 
炬力推出了 ATS2823,ATS2825和ATS2829三款蓝牙音频SOC方案,分别想应用在蓝牙音箱,soundbar和蓝牙耳机上面。以ATS2829为例,官网介绍如下:
 
ATS2829是一颗高度集成度的蓝牙音频解决方案Soc,是专为便携式和无线蓝牙音频所设计的产品,满足市场需求的高性能,低成本和低功耗等特点。
大容量内置RAM能够满足不同蓝牙应用方案的需求,支持后台蓝牙,在播放外置SD卡或U盘中高品质音乐的同时可以保持蓝牙连接状态。内置DSP支持多种音效处理,支持蓝牙免提通话时双麦克风回波消除和降噪。
• 该芯片集成了完全符合蓝牙规范的蓝牙V2.1/V3.0/V4.0/V4.1/V4.2 控制器,并支持双模(BR/EDR + AMP + Low Energy Controllers)。它可以与以前的版本兼容,包括V2.1+ EDR和V3.0 + HS。
• 嵌入式电源管理模块支持功耗优化并提供更长的电池使用寿命。在保证高品质音乐播放和通话效果的同时仍保持低功耗和低成本是其竞争优势,为我们定位中高端市场奠定了基础。
• 该芯片提供了一个真正的完整解决方案,是高集成度和可扩展的蓝牙音频产品的理想选择。
 
可以看出,该芯片集成度很高,CPU为104M的MIPS,DSP则是180M的主频,性能很强,且支持文件管理,可以实现除音频传输之外更多功能。
 
当然,因为aptX协议的专有性,其也只能支持ACC和SBC,更高品质的音乐播放只能通过本地播放来实现。
 
3. BEKEN (博通集成电路)
 
虽然名字和Broadcom重合了,但其推出的BK3256在低端市场广受欢迎,甚至存在很多改丝印的变种,可见其受众之广。
 
该芯片具有插卡,U盘和FM功能,非常强大,淘宝卖邮票模块零售价15块钱,成本及其低,下图为硬件构架图
 
 
功能很齐全,对于不要求很高音质的蓝牙音频方案来说,具有很高的性价比。成为淘宝爆款也是实至名归。
 
4. TI
 
TI在蓝牙BLE方面属于很强的水平,CC系列在物联网中也是极为可靠的解决方案,同时TI家除了芯片贵,其他都近乎完美,对开发人员和实验人员来说,TI文档编的好,还经常送开发板和SDK,是快速入门的首选。
 
最近TI推出了CC2640系列的芯片,虽然没有着重于音频方面的应用,但其外接了I2S接口,同时也支持A2DP协议,所以理论上是支持SBC编码的,是可以应用在蓝牙音频方面的。现在已经有厂商开始做基于CC2640的蓝牙音频方案,但是是基于MCU+CC2640的方案,方案的硬件成本还是较高和较冗余,如果TI在蓝牙音频方面做一些sdk,估计会有一些实际应用,当然aptX的垄断和CC2640不带DSP也可能使得这样做并没有很大的竞争力。
 
 
5. Nordic
 
nRF51822系列让Nordic在蓝牙SOC领域占据了很大一片市场,很巧的是,其也推出了外接I2S的蓝牙SOC nRF52840.其MCU为 32-bit ARM Cortex-M4F Processor,同样也不带DSP。其主要的应用领域也不是蓝牙音频领域。其和CC2640的定位类似,并且比CC2640的性能更强,使用M4内核是可以硬解音频格式的,理论上也是可以实现SBC格式的蓝牙传输和解码,同样的问题也是集成度和适用性会比较弱一些。
 
 
6. MTK
 
MTK在物联网方面一直很重视,wifi soc,智能手表专用芯片,和物联网专用芯片都有涉及过,加上与代理商的开发支持,其在工业界具有很快速灵活的技术支撑。同时,MTK旗下的Linkit实验室(http://labs.mediatek.com/zh-cn)也为MTK的产品推广起到了很好的引导作用。
 
联发科最近公布了其蓝牙SOC方案,MT2533D,这款芯针对蓝牙耳机的应用,预计2017年第三季度开始出货,该芯片的功能很强,集成度肯定会很高,估计会成为一款热门处理器。其官网介绍如下:
 
主要功能
  • 具备浮点运算支持的ARM Cortex-M4处理器,支持多种频率和电压模式,使用TSMC 55nm超低功耗技术,更加节能并延长电池寿命。芯片内建 4 MB PSRAM 和 4 MB 闪存。
  • 双模蓝牙子系统,支持蓝牙 2.1 和低功耗蓝牙 4.2,包含蓝牙无线电、基带、链路控制器, 使设备能够连接到各种当前和传统的智能手机以及其他个人设备。
  • 结合Audio Analog Front End(AFE)以及一个基于Cadence®Tensilica®HiFi Mini Digital Signal Processor(DSP)的小型低功耗DSP,可用于持续监听及语音触发和语音识别应用。 DSP支持A2DP,SBC,MP3和AAC(256kbps)编解码器,以及具有本地双麦克风降噪(DMNR)技术的双数字麦克风,和语音增强功能,可支持第三方语音唤醒软件。
  • SDIO接口支持4GB eMMC外部存储。 让设备能存储多达1000首歌曲,并且支持本地MP3播放。
  • 显示组件支持 MIPI-DSI 和串行接口,并且包含下列 2D 功能:全彩显示,半透明图层、字体平滑化,以及可节省内存和运算能力的 1 位索引色。相机组件则支持 DDR 模式,最大频率达 48 MHz,最高分辨率为 VGA。
  • 支持 UART、 I2C、 SPI、 I2S、 PWM、 SDIO、 MSDC、 USB、 PCMIF、 ADC 和双数字麦克风等接口。
 
  当前市场主流蓝牙音频SOC
 
可以看出来,几乎蓝牙耳机会用到的功能它统统支持了,加上MTK的价格优势,这款芯片具有很强的竞争优势。
当然不能支持aptX也是所有除CSR外芯片需要面临的问题。
 
7. 乐鑫
 
乐鑫只有两款产品,ESP8266和新推出的ESP32.
 
ESP8266是人尽皆知的爆款了,在国内外这款芯片都很受欢迎。
2016年下半年乐鑫的ESP32推出,其强悍的性能也是再次让很多开发者赞叹不已(最起码笔者被惊艳到了),主要性能如下:
 
  • Tensilica LX6 双核处理器,主频 240 MHz,运算能力高达 600 DMIPS
  • 内置 520 KB SRAM
  • 内置 802.11BGN HT40 Wi-Fi 收发器、基带、协议栈和 LWIP
  • 集成双模蓝牙(传统蓝牙和低功耗蓝牙)
  • 16 MByte Flash
 
 
240MHz的主频双核,直接跑FreeRTOS,外设支持也很完善。这款芯片具有极高的性价比,而且还带wifi功能。
 
虽然乐鑫开源做的很不错,但是现在能够使用的例程还是不多,但不能遮挡这块芯片的强势之处。合理的调度硬件资源,控制好蓝牙和wifi的模式,这款芯片在蓝牙和wifi音频上面会有很好的方案出现。
 
笔者所知道的大概就是这些,总体来说,aptX为CSR独有,也是CSR最大的优势之一,而国内厂商在基于ARM和MIPS构架也开始在这一领域耕植。
 
能否有新的开源的蓝牙音频编码方式站出来抗衡aptX,感觉也是值得期待的。
同时,apple的acc传输给自己的音频无线化带来了瓶颈,其会用什么方法去解决,估计苹果现在已经在着手解决了吧。
 
作者:shepinfangdaqi
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