FPGA(Field-Programmable Gate Array),现场可编程逻辑门阵列,它是一种电子设备,用于执行任何(数字)逻辑功能或数字电路的硬件实现。它是作为专用集成电路(ASIC)领域中的一种半定制电路而出现的,既解决了定制电路的不足,又克服了原有可编程器件门电路数有限的缺点。
FPGA结构主要由基本逻辑单元-可编程逻辑阵列块(LAB)、可编程输入输出单元(I/O)和内部连接线(Interconnect)即可编程布线资源等部分构成。
图 1 FPGA 结构
二、 FPGA的优点
三、 FPGA 在音频产品上的应用
1. 数字信号处理: FPGA 可以用于实现各种数字信号处理算法,例如滤波、均衡、压缩、解压缩、编码、解码等。2. 数字音频接口: FPGA 可以用于实现各种数字音频接口,例如 I2S、PCM、AES/EBU 等。这些接口可以用于音频的输入和输出,例如将音频信号从麦克风或其他音频设备中采集出来,或将音频信号输出到扬声器或其他音频设备中
3. 音频编解码器: FPGA 可以用于实现各种音频编解码器,例如 MP3、AAC、WMA、FLAC 等。这些编解码器可以用于将音频信号压缩和解压缩,以减小音频数据的大小,从而节省存储空间和传输带宽。
4. 数字音频放大器: FPGA 可以用于实现数字音频放大器,将音频信号放大到适当的水平,以驱动扬声器或其他音频设备。数字音频放大器可以提供更高的效率和更低的失真,从而提高音频的质量。
四、 应用案例
1. 主动降噪技术与接口扩展
扩展 I2S 接口,满足智能音箱需要外接 7 个以上麦克风阵列时的应用场景
图 2 FPGA
2. 远程语音识别方案
单芯片完成麦克风阵列的远场语音消噪、语音增强、语音唤醒等声音预处理功能,之后 CPU 将处理完的声音数据上传到云端或本地PC/手机等终端;
图 3 FPGA 语音处理和上传
超高系统性价比
五、 其他应用领域
图 4 京微齐力 FPGA 其他解决方案
六、 参考资料
- HME - HR03-产品中心 (hercules-micro.com)
- FPGA是什么?常见的用途及应用是什么? - 知乎 (zhihu.com)
- 什么是FPGA?FPGA的优势在哪里? - 知乎 (zhihu.com)
- 京微齐力-方案简介.pdf
- 京微齐力产品手册.pdf
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