簡單來說，助聽器的工作原理如下。聲波由麥克風接收，并轉(zhuǎn)換成一個模擬電信號。一個模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換器拾取這個模擬信號，并把它轉(zhuǎn)換成一個數(shù)字信號。然后，用DSP算法處理和調(diào)節(jié)它。然后該數(shù)字信號被重新轉(zhuǎn)換為模擬形式，傳遞到接收器，并轉(zhuǎn)換成由助聽器用戶聽到的聲波。為了盡量減少這些設(shè)備的視覺影響，提高佩戴者的舒適性，更分立的新模型被引入。常用的耳背式(BTE)設(shè)備現(xiàn)在開始被位于耳道內(nèi)更深的助聽器替換，如深耳道(CIC)和耳道內(nèi)不可見(IIC)設(shè)備，或微型耳罩式設(shè)備(又稱微型耳背式或OTE)。助聽器這種“聽到但看不到” 的趨勢需要大量系統(tǒng)小型化到為設(shè)備供電的集成電路。
原始設(shè)備制造商(OEM)正探索可實現(xiàn)助聽器自身獨特的數(shù)據(jù)信號處理算法的IC方案。這將支持更高能效的“平臺”策略到位，不同的助聽器模型從同核DSP創(chuàng)建。例如，輕度聽力受損可由一組特定的算法來解決，而高功率器件，解決嚴重的聽力受損，可以使用相同的平臺，但區(qū)別于額外的增益或功能和性能。
與可攜式電子設(shè)備無線互通互聯(lián)
已經(jīng)有相當大的興趣使用無線技術(shù)，實現(xiàn)助聽器和電子設(shè)備如智能手機之間的音頻信號傳輸。通過2.4 GHz頻帶(基于藍牙和ZigBee無線標準)，無線互通互聯(lián)可以使助聽器的用戶直接從電子設(shè)備體驗音頻。例如，用戶可從手持設(shè)備串流音樂，或使用他們的助聽器作為一個耳機進行通話。無線互通互聯(lián)也可增強用戶和設(shè)備之間的互動。使用智能手機，助聽器用戶可以很容易地調(diào)整和自定義參數(shù)和設(shè)置(如音量控制)，而不需要繁瑣的繼電器配件。由于無線技術(shù)沒有明確的標準，工程師必須能夠快速適應新興標準，如藍牙低功耗。
DSP架構(gòu)選擇
有許多不同類型的DSP架構(gòu)可用于現(xiàn)代半導體。由于該架構(gòu)對助聽器設(shè)計的整體能效將有相當大的影響，OEM工程團隊應確保他們認真考慮可用的選擇，最后做出決定選擇一個。
1. 封閉式架構(gòu)
采用一個封閉的、固定功能結(jié)構(gòu)的DSP直接硬連線入架構(gòu)中，優(yōu)化系統(tǒng)功耗和尺寸。但這以犧牲系統(tǒng)靈活性為代價。雖然一些小的參數(shù)仍然可調(diào)，但如果沒有大的重設(shè)工作，IC的基本功能不能被改變 - 這是昂貴和耗時的。
2. 開放式可編程架構(gòu)
開放式可編程架構(gòu)為OEM提供改進的設(shè)計靈活性，因為DSP算法可相對易于修改。然而，這種靈活性被容納在一個更大的系統(tǒng)，這不能滿足現(xiàn)代助聽器嚴格的功率和尺寸要求。
3. 半可編程及特定應用、開放式可編程架構(gòu)
能將封閉式和開放式可編程的有利屬性結(jié)合在一起的替代架構(gòu)現(xiàn)在正在出現(xiàn)。半可編程架構(gòu)基本的DSP功能是硬接入邏輯模塊和額外的可編程DSP元素，額外的能力可以在軟件中實現(xiàn)。雖然這提供了一些靈活性，但半可編程架構(gòu)仍然比封閉式架構(gòu)有大得多的功率預算。特定應用、開放式可編程架構(gòu)提出了另一種方法。在這里，DSP結(jié)構(gòu)是結(jié)合對應用需求的深入了解而設(shè)計和優(yōu)化，以處理特定應用的特定信號處理要求。它有開放可編程架構(gòu)的軟件可編程能力和相對接近封閉式架構(gòu)的電源能效，設(shè)計布局很好實施和利用適合的半導體幾何結(jié)構(gòu)。這樣的架構(gòu)推進OEM廠商現(xiàn)在所需的平臺方案。
針對下一代助聽器的部署的緊湊及極精密的系統(tǒng)級芯片(SoC)方案，結(jié)合一個模擬前端，一個ARM Cortex-M3處理器，和一個24位四核DSP(基于特定應用、開放式可編程架構(gòu))到單個半導體芯片。封閉式和開放式可編程混合架構(gòu)的實施意味著在最大時鐘速度10. 24MHz運行時IC消耗小于0.7 mA。這能降低系統(tǒng)功耗，同時仍然給工程師必要的設(shè)計靈活性(算法可調(diào))，以創(chuàng)建功能豐富的助聽器設(shè)計，從競爭中脫穎而出。
總之，助聽器行業(yè)的技術(shù)在不斷變化– 利用迅速發(fā)展的創(chuàng)新和針對新興市場。強勁的競爭和更快上市的市場需求，導致產(chǎn)品生命周期縮短，和需要更大的差異化。使用可編程或特定應用架構(gòu)的DSP技術(shù)，工程師將創(chuàng)建更小的、功能豐富的助聽器，提高用戶的舒適度和滿意度。
作者：Christophe Waelchli，安森美半導體
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