Что такое DSP-процессор звука? Для чего он в магнитоле?
Рекомендуемые статьи
Штатная магнитола Android на базе Allwinner TS9. Преимущества модели
Другими словами, встроенный звуковой DSP-процессор быстро изменяет поток цифровых сигналов, управляет задержками на каждом канале. Это высокоскоростная аппаратная схема, которая выполняет арифметические функции, манипулируют битами, оптимизируя большие объемы данных, чтобы быстро изменять их.
Разберем на примере:
Представьте себе ваш автомобиль изнутри с его «неправильной» формой, изгибами, со всем его наполнением: панелью, креслами и другим – все эти составляющие – это амплитудно-частотные характеристики (АЧХ) вашего авто.
Среда с подобными АЧХ считается «неправильной», так как звук передается не так как в большой пустой комнате, салон с большим количеством элементов поглощает часть звука, часть просто искажается. По итогу, мы получаем не то звучание, которое излучают динамики, даже если вы воспроизводите звук в максимально высоком качестве без сжатия аудиофайла.
Так же, важным является расположение водителя и пассажиров относительно динамиков. На восприятие музыки влияет разность в громкости и силе динамиков, один будет звучать не так громко и сильно, как тот, что находится ближе. Чтобы звучание не искажалось, слушатель должен находиться по центру на равном удалении от динамиков. Но, в машине, это конечно невозможно.
| Звуковая сцена — это «точность, с которой воспроизводящая система передает звуковую информацию о размере, форме и акустических характеристиках исходного пространства записи и размещения исполнителей внутри звуковой сцены в помещении для прослушивания». |
Магнитола позволяет грамотно управлять звуковой сценой, смещать ее в любом направлении. Задержки, которые производит микропроцессор, позволяют гармонично построить звучание относительно «неправильной» формы салона и расположения динамиков. Эти специальные задержки длятся миллисекунды, но за это время они выстраивают звук таким образом, чтобы он воспринимался четко без искажений со всех сторон в точке слушателя.
Звуковой процессор DSP Bu3210x позволяет произвести тонкую настройку 11 полосного эквалайзера НЧ/СЧ/ВЧ с фильтрами среза частот, регулировкой добротности, тонкомпенсацией, поканальными задержками и функцией Loud. Есть возможность усиления басов на разных частотах, сохраняя чистоту звука.
В андроид магнитолу Allwinner TS9 встроен звуковой усилитель TDA7850 MOSFET. Усилитель согласуется с акустикой 2Ом, АЧХ соответствует классу Hi-Fi аудио: имеет низкий уровень паразитных шумов, высокий показатель соотношения сигнал/шум. Благодаря этому получается чистая насыщенная звуковая картина.
Чем ниже сопротивление акустики, тем больше искажений дает усилитель, чем выше сопротивление акустики, тем меньше дает искажений усилитель.
Добиться подобной настройки звуковой сцены в магнитолах без данного процессора очень сложно
Из дополнительных возможностей, следует выделить управление функциями магнитолы посредством кнопок управления на руле при наличии встроенных или дополнительно установленных пульта ДУ. Не снимая рук с руля, можно управлять громкостью звука, переключать музыкальные треки, а так же использовать другой функционал настроенный вами.
Помимо 2 линейных стерео аудио-входов (тюльпаны), 4 линейных аудио-выхода (тюльпаны) на внешний нештатный аудио-усилитель, предусмотрен отдельный линейный выход на Subwoofer.
DSP в массы. Инсталляция в штатную систему без мучений.
Большинство автолюбителей хоть однажды, да и посещала мысль об усовершенствовании своей аудиосистемы в автомобиле. Как раз в этот момент и происходит перелом, который делит людей на 3 категории описывая, как бы 3 разные судьбы присущие людям с разным психотипом и кошельком. (Их может быть и больше, но я опишу именно те, с которыми сталкивался лично)
В первый вариант развития событий происходит с людьми, готовыми на все ради своей идеи. В данном случае начинается полная переделка и доработка автомобиля под все нужды и прихоти хозяина со всеми выходящими отсюда последствиями. Бюджет и количество денег и затрат на работу в этом случае не ограничены. Нужно признать, что данный вариант не является массовым в связи с понятными причинами, можно только по-хорошему позавидовать людям, у которых есть такая возможность.
Второй вариант похож на первый стремлением владельца к переменам, только в этом случае сомнений и компромиссов предостаточно, да и время на осуществление задуманного уходит куда больше, как как основной целью владельца является получить максимальный результат при этом не переплачивая. Поэтому ему приходиться погружаться в мир автозвука и изучать все тонкости и нюансы, обращаться за советом к профессионалам, дабы не вылезти за уже конкретные рамки бюджета. Аудитория естественно в этом случае разная – кто-то пол жизни копит на компоненты и постепенно это все устанавливает, кто-то ставит самый начальный вариант аудиосистемы и потом уже начинает его усовершенствовать, кто-то просто меняет магнитолу и этим ограничивается.
А третий вариант людей вроде и не против улучшить аудиосистему, но как только владелец авто начинает думать о всех нюанса возможных переделках салона, вариантов замены ГУ и необходимых переходников для сохранения штатных функций, подбора компонентов и т.д. Приходит осознание, что одно тянет за собой другое и малой кровью не обойтись и желание апгрейда откладывается на дальнюю полку. И таких людей становится все больше тем более, что сладкие времена, когда автозвук был на пике моды, уже давно прошли. И автовладельцы современных автомобилей хотят ощутимый (“слышимый”) результат за адекватную стоимость. Именно для них, как нам кажется, подойдет продукт, про который сегодня пойдет речь.
На самом деле не только для них, я думаю многим он будет довольно интересен.
Рассказывать будем про цифровой усилитель класса D со встроенным DSP процессором и самое интересное — со штатным подключением.
Исполнение усилителя в одном корпусе с процессором уже не ново, его давно используют именитые бренды автозвука, такие как Audison, Eton и т.д. Правда доступными простым смертным их не назовешь. Цена кусается. Поэтому появление “народного” варианта вполне закономерно.
Усилитель/процессор имеет очень компактный корпус, способный уместиться в передней части салона, это может быть и место за бардачком, в самом бардачке, под сидением, за магнитолой и т.д. Проблем со скрытой установкой возникнуть не должно. В нашем видеообзоре мы как раз установили его за бардачком в автомобиле Skoda Octavia A7.
Модельный ряд состоит из 4-х, 5-ти и 8-ми канальных аппаратов. Мощности здесь вполне достаточно. Подробные спецификации будут ниже. Сразу обращу внимание, что мы не будем приводить в спецификациях пиковую, максимальную мощность, а будем указывать именно номинальную RMS мощность, поэтому кто привык ориентироваться на мощность встроенного усилителя магнитолы, как 4*50 Вт, тот может умножить приведенные нами значения на 2, или на 3, хоть на 5 умножайте, мы не против.
Хочется отметить основную фишку этого усилителя – это, именно простое подключение к штатной системе. В комплекте с усилителем идет Т-образный хвост со штатными разъемами для подключения усилителя в разрыв штатной системы, не нарушая проводки. Существуют хвосты для самых популярных автомобилей, н-р Audi/VW/Skoda, Hyunday/KIA, Nissan, Toyota/Lexus. Peugeot/Citroen, Chevrolet/Opel, Renault, Honda, Mazda, Mitsubishi, Ford, Jeep, Mercedes, Suzuki. Естественно, сечение проводов в штатном разъеме не может обеспечить необходимого показателя по питанию для усилителя, поэтому питание нужно продублировать, взяв его из тех мест, где сечение провода побольше. Наиболее правильный и надежный вариант — провести питание напрямую от аккумулятора.
Таким образом, можно добавлением всего одного компонента ощутимо улучшить качество звучания штатной аудиосистемы, при этом получив широчайший функционал для ее настройки. А настроек тут предостаточно:
1) ФНЧ/ФВЧ/Полосовой 4-го порядка с любой задаваемой частотой среза и его крутизной.
2) Временные задержки для каждого канала
3) 7-ми полосный параметрический эквалайзер с выбором частоты для каждой полосы и что важно выбором разных значений добротности для каждой полосы. (в версиях PRO — 31 полосный)
4) Возможность запоминать до 5 вариантов пользовательских настроек и переключаться между ними.
5) Регулируемый Bass boost
6) В версиях PRO возможность проигрывания потокового аудио по Bluetooth.
Управление всеми настройками происходит через наглядное и удобное приложение на смартфоне, предварительно потребуется “спарить” смартфон с усилителем через Bluetooth.
Подводя итоги, отмечу, что после установки усилителя, даже без какой-либо настройки, эффект был слышен сразу, баса стало ощутимо больше даже на штатной акустике, фильтры помогли подрезать его снизу, чтобы акустика не перегружалась. Поигравшись с настройками, удалось отодвинуть сцену и сделать ее более объемной. Разница есть, однозначно! Я думаю, у многих людей вызовет удивление, как добавив всего один компонент в штатную систему можно ощутимо повлиять на качество звучания в автомобиле. Это именно то, с чего можно без больших вложений и мучений начать свой путь в мир автозвука.
Цена 4-х канальной модели PNB-400 — 12950 р.
(Скидка для подписчиков Drive2 — 10% = 11655 р.)
Ссылка на описание
Ссылки для покупки:
PNB 300D (4*30 Вт RMS, класс D) — 9450 (со скидкой — 8505 р.)
PNB 300 PRO (4*30 Вт RMS, класс AB) — 11900 р. (со скидкой — 10710 р.)
PNB 400 (4*76 Вт RMS, класс D) — 12950 р. (со скидкой — 11655 р.)
PNB 400 PRO (4*76 Вт RMS, класс D) — 14900 р. (со скидкой — 13410 р.)
PNB 500 PRO (4х30Вт класс AB + 1х90 Вт класс D) — 19900 р. (со скидкой — 17910 р.)
PNB 800 PRO (4х30Вт класс AB + 4х90 Вт класс D) — 22900 р. (со скидкой — 20610 р.)
Чтобы получить цену для подписчиков, нужно в комментариях к заказу скинуть ссылку на профиль в драйве, после чего, менеджер изменит сумму.
Что такое DSP процессор?
Приветствую! Многие современные головные устройства идут со встроенным DSP процессором, давайте разберемся что это такое и для чего он нужен?! 🤔
Правильное, русское название у него «Цифровой сигнальный процессор» (от англ. Digital Signal Processor, DSP, цифровой процессор обработки сигналов (ЦПОС) — специализированный микропроцессор, предназначенный для обработки оцифрованных сигналов (обычно, в режиме реального времени)
Так давайте попробуем разобраться, зачем нужна эта временная коррекция, которая может управлять задержками на каждом канале. Но для начала давайте представим себе салон автомобиля, со всеми его характеристиками, неправильной формой (отличной от куба, которым является обычная комната), своим АЧХ (Амплитудно-частотная характеристика). И вот в этой «неправильной» среде звук распространяется не так как в обычной жилой комнате, часть его искажается, часть поглощается деталями салона. В итоге мы практически слышим не совсем то, что излучают динамики.
Немаловажным также является расположение слушателя относительно динамиков – как правило, в автомобиле слушатель (водитель, к примеру) находится не по центру и совсем на разных расстояниях от динамиков, что также вносит свои изменения в звучание, ведь один динамик звучит громче и напористее, так как находится ближе, а второй не так напористо и громко, ведь находится дальше от слушателя.
DSP-процессоры принципиально отличаются от микропроцессоров, образующих центральный процессор настольного компьютера. По роду своей деятельности центральному процессору приходится выполнять объединяющие функции. Он должен управлять работой различных компонентов аппаратного обеспечения компьютера, таких как дисководы, графические дисплеи и сетевой интерфейс, с тем чтобы обеспечить их согласованную работу.
Это означает, что центральные процессоры настольных компьютеров имеют сложную архитектуру, поскольку должны поддерживать такие базовые функции, как защита памяти, целочисленная арифметика, операции с плавающей запятой и обработка векторной графики.
В итоге типичный современный центральный процессор поддерживает несколько сот команд, которые обеспечивают выполнение всех этих функций. Следовательно, нужен модуль декодирования команд, который позволял бы реализовывать сложный словарь команд, а также множество интегральных схем. Они, собственно, и должны выполнять действия, определяемые командами. Иными словами, типичный процессор в настольном компьютере содержит десятки миллионов транзисторов.
DSP-процессор, напротив, должен быть «узким специалистом». Его единственная задача — изменять поток цифровых сигналов, и делать это быстро. DSP-процессор состоит главным образом из высокоскоростных аппаратных схем, выполняющих арифметические функции и манипулирующих битами, оптимизированных с тем, чтобы быстро изменять большие объемы данных.
Процессорная магнитола. Зачем?
И вот для того, что бы получить правильную звуковую сцену, в столь «не правильных» условиях и существует звуковые процессоры и процессорные магнитолы. Они позволяют очень виртуозно управлять звуковой сценой, смещать ее в любую сторону. Задержки же позволяют нивелировать «не правильное» размещение динамиков и форму салона. Задержки длятся миллисекунды, но они способны значительно сместить звуковую сцену, чем и пользуются профессионалы; в своих системах они способны «слить» весь звук со всех сторон в точке слушателя, где не ощущается ни «отдельности» сабвуфера, ни напора ближнего динамика.
1. Возможно настройка отличной звуковой сцены, добиться которой в беспроцессорном варианте тяжело.
2. Множество регулировок звуковой сцены.
3. Наличие приличного эквалайзера, с помощью которого можно отлично порезать сигнал на полосы.
Дсп процессор в авто
|
» href=»Audison-Bit-Nove_9542t.html»> | |||||||
| Audison аудиопроцессор 9-канальный | ||||||||
|
| Audison Bit One HD |
 |
» href=»Audison-Bit-One-HD_8781t.html»>
|
| Audison Bit Tune |
 |
» href=»Audison-Bit-Tune_6310t.html»>
|
| Best Balance DSP 6.8 |
 |
» href=»Best-Balance-DSP-6-8_10163t.html»>
Автомобильный звуковой аудиопроцессор, 6 канальный, 31-полосный эквалайзер, 8RCA выходов, 32 бит / 192 кГц
|
| Brax DSP |
 |
» href=»Brax-DSP_9493t.html»>
|
| DD Audio DSI-1 |
 |
» href=»DD-Audio-DSI-1_10170t.html»>
Автомобильный звуковой аудиопроцессор входов 6, выходов 8
Аудиопроцессор ESX, 8 канальный, 31-полосный эквалайзер, 8RCA выходов, 32 бит / 192 кГц
Автомобильный звуковой аудиопроцессор. 6 канальный, 32-битный DSP
Автомобильный звуковой аудиопроцессор 8 канальный, 32-битный DSP
Компактный 6 канальный звуковой аудиопроцессор.
Автомобильный процессор Helix цифровой 8-канальный, процессор обработки сигнала с 64-битным преобразователем
Автомобильный аудиопроцессор DSP : 64 бит, 6 канальный,
Аудиопроцессор Helix, 31-полосный эквалайзер, 8RCA выходов, 32 бит / 192 кГц
Автомобильный процессор цифровой 10-канальный, процессор обработки сигнала с 56-битным преобразователем
Аудиопроцессор для настройки звукового поля и обработки сигнала, 12-ти канальный. Входы оптика, коаксиал, RCA, В/У
Автомобильный 8 канальный аудиопроцессор,
Аудиопроцессор Focal, 8 канальный, 10 полосный эквалайзер, 8RCA выходов, 24 бит / 192 кГц
DSP-процессоры: назначение и особенности
DSP-процессоры: назначение и особенности
Большинство из нас в повседневной жизни постоянно сталкивается с различными компьютерными системами: процессорами общего назначения (general-purpose, в основном x86) в ноутбуках и рабочих станциях, их мощными многоядерными версиями в датацентрах, мобильными процессорами в телефонах, многочисленными контроллерами в бытовой технике и на транспорте. Но помимо всех упомянутых вариантов есть ещё одно важное, хотя и редко упоминаемое семейство: цифровые сигнальные процессоры, чаще именуемые Digital Signal Processors или просто DSP.
Именно DSP решают задачи обработки больших объёмов информации в реальном времени, возникающие при передаче данных (звонков и мобильного Интернета) в мобильных сетях, обработке фотографий и восстановлению звука. Даже в топовых телефонах вся эта работа выполняется не на мощных ARM-ядрах, а на специализированных DSP.
В этой статье будет кратко изложена история DSP, их отличие от процессоров общего назначения, особенности их архитектуры, а также будет подробно рассказано о способах оптимизации кода.
История
Первые DSP появились в 1970-х годах. Эти процессоры стали логичным развитием специализированных аналогово-цифровых устройств, предназначенных для обработки речи, прежде всего её кодирования и фильтрации (прорыв в соответствующих научно-технических отраслях стал возможен благодаря спросу на эти технологии в годы Второй Мировой войны). Трудоемкость и сложность разработки устройств под каждую возникающую задачу, а также успехи в развитии электронной базы (широкое распространение технологии MOSFET) и математических алгоритмов (БПФ, цифровая фильтрация) привели к возможности создания универсальных, т.е. программируемых, цифровых процессоров, которые могли быть с помощью программ адаптированы для широкого класса задач. Адаптируемость на практике означала снижение стоимости разработок, сокращение времени выхода на рынок (time-to-market), возможность послепродажного обновления алгоритма для устранения ошибок, возможность поддержки новых требований пользователей. Во многих случаях эти возможности с лихвой компенсировали ухудшение производительности по сравнению со специальными ускорителями.
Рис. 1 Первый крупный успех DSP: планшет Speak&Spell (Texas Instruments, 1978) Рис. 2 С момента появления стандарта GSM DSP являются обязательным компонентом мобильных сетей Рис. 3 Обработка изображений в камерах (дебайеризация, удаление шумов, фильтрация) также выполняются на DSP (источник: https://snapshot.canon-asia.com/india/article/en/5-things-made-possible-with-digic-image-processor)
Из-за необходимости обработки в реальном времени и экономии электроэнергии DSP сильно отличались от процессоров общего назначения. В каком-то смысле они были первым примером программируемых вычислительных ускорителей, т.е. процессоров, максимально эффективно решающих определённый класс задач.
Преимущества DSP
Чем же именно отличаются DSP от обычных мощных процессоров общего назначения, особенно таких мощных как Intel Xeon или Cortex-A, и почему процессоры общего назначения не используют для обработки сигналов? Чтобы ответить на этот вопрос посмотрим на топологию современного процессора от Intel.
Рис. 4 Intel Skylake (источник: https://en.wikichip.org/wiki/intel/microarchitectures/skylake_(client) )
Из рисунка мы видим, что значительная часть площади кристалла отводится не под вычислительные ресурсы, а под сложную логику определения зависимостей, спекулятивного исполнения (out-of-order speculative execution) и составления расписания (scheduling). В сумме накладные расходы приводят к тому, что “КПД” процессора, т.е. энергия, затрачиваемая на выполнение реальных вычислений, составляет менее 1%:
While a simple arithmetic operation requires around 0.5–20 pJ, modern cores spend about 2000 pJ to schedule it.
Conventional multicore processors consume 157–707 times more energy than customized hardware designs.
(из статьи “Rise and Fall of Dark Silicon”, приведённой в списке литературы).
Чтобы сделать сравнение более конкретным, возьмём мощный процессор общего назначения от Intel и мощный DSP фирмы Texas Instruments (например Skylake Xeon Platinum 8180M и TMS320C6713BZDP300):