Abstract
This paper presents a designing of a digital hearing aid processor (DHAP) chip being operated by a dedicated DSP core. The DHAP for hearing aid devices must be feasible within a size and power consumption required. Furthermore, it should be able to compensate for wide range of hearing losses and allow sufficient flexibility for the algorithm development. In this paper, a programmable 16-bit fixed-point DSP core is employed thor the designing of the DHAP. The designed DHAP performs a nonlinear loudness correction of 8 frequency bands based on audiometric measurements of impaired subjects. By employing a programmable DSP, the DHAP provides all the flexibility needed to implement audiological algorithms. In addition, the chip has low-power feature and $5, 500\times5000$$\mu$$m^2$ dimensions that fit for wearable hearing aids.
본 논문에서는 DSP코어를 채용한 디지털 보청기 칩을 설계 제작하였다. 디지털 보청기 칩은 크기와 소비전력면에서 크게 제한을 받는다. 이와함께 다양한 형태와 범위의 청각 손실에 대해 보상을 할 수 있어야 하기 때문에 알고리즘 개발을 위해 구조적인 유연성을 필요로 한다는 점도 칩 설계에 있어 또다른 제약이 된다. 본 연구에서는 16비트 고정 소수점 연산을 하는 크로그래머블 DSP 코어를 사용하여 보청기 칩을 설계하였다. 제작된 보청기 칩은 난청자의 청각 측정치를 바탕으로 8개의 주파수 대역에 걸쳐 비선형적으로 라우드니스를 보상해 준다. 필터 뱅크를 사용하는 대신에 본 연구에서에서는 단일 필터를 주파수 샘플링 방법으로 설계함으로써 주파수 왜곡을 최소화 하였다. 또한 프로그램 가능한 DSP 코어를 사용하였기 때문에 알고리즘 개발을 위한 시스템으로도 활용이 가능할 뿐만 아니라 $5,500\times5000$$\mu$$m^2$의 크기와 저전력 동작특성을 갖고 있어서 소형 보청기 제작에 적합하다.
