dsp процессор в автомагнитоле что это такое
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.
Процессорная магнитола. Зачем?
Еще вчера мы опубликовали небольшую статью о поканальной системе в автомобиле, а нам на почту уже пришел наводящий вопрос: «А в чем разница между обычной магнитолой и той которую все называют процессорной?». Ответ на этот вопрос довольно прост, он из серии вопросов о поканалке – она служит для очень тонкой настройке звука в салоне, создает временные задержки по времени, разной длинны и для определенных каналов. Зачем она нужна? Постараемся объяснить, если что не так, то поправьте в комментариях.
Процессорная магнитола. Зачем?
Определить процессорная магнитола или нет можно путем изучения их техничек, также в большинстве процессорных магнитол присутствуют определенные характеристики, которые в большинстве случаев описываются так: 6-ти канальная цифровая временная коррекция, 3/2 полосный переключаемый цифровой кроссовер и тп.
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. 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.
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. Но важно заметить, что это только для слушателя, который находится в пределах звуковой сцены.
Но вместе с тем, настроить процессорную систему – нелегкий труд, метод «тыка» не катит, вообще. Важно не только правильно установить задержки, но и правильно расположить динамики – это тоже очень важно! Можно добиться похожей схемы и не используя процессор, но это также стоит большого труда по установке и настройке системы.
Плюсы:
1. Возможно настройка отличной звуковой сцены, добиться которой в беспроцессорном варианте тяжело.
2. Множество регулировок звуковой сцены.
3. Наличие приличного еквалайзера, с помощью которого можно отлично порезать сигнал на полосы.
4. Качественность подобных аппаратов
Минусы:
1. Цена
2. Титаническая сложность настройки для новичков
3. Часто жизненно необходимо использовать внешние усилители, так как со встроенным добиться подобного эффекта тяжело.
4. Сложность установки акустики, ее приходится устанавливать там, где нужно, а не там где есть возможность и хочется вам.
5. Эффект можно проследить не во всех направлениях музыки, больше и лучше заметно в классических стилях
990x.top
Простой компьютерный блог для души)
DSP процессор — что это в автомагнитоле?
DSP процессор — аппаратный модуль, предназначенный для обработки оцифрованных сигналов (зачастую в реальном времени).
Плюсы DSP процессора:
Например существует такая магнитола как Allwinner TS9, в которой присутствует DSP процессор и именно он обеспечивает работу эквалайзера:
На заметку — чем ближе ползунок к левой части тем больше он отвечает за басс, а чем ближе к правой части — наоборот (высокие частоты).
Регулировку задержки динамиков салона:
В некотором смысле это виртуальная регулировка удаленности динамиков. Можно настроить так, чтобы звук был вокруг вас.
Можно регулировать частоты отдельных динамиков:
Например некоторые сделать более бассовитыми.
Можно добавить басса, если не хватает:
Также есть функция удобной настройки звучания, позволяющая выбрать точку в салоне, которая и будет так бы сказать центром звука:
Внимание! Это функции магнитолы Allwinner TS9, в других моделях они будут отличаться, их может быть больше. Важно понимать одно — все эти аудиофункции обеспечивает процессор DSP. Если вам важен звук, у вас дорогие динамики, вы меломан — от вам однозначно нужна магнитола с DSP процессором.
Надеюсь данная информация оказалась полезной. Удачи и добра, до новых встреч друзья!
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):
Зачем нужен процессор в автомобиле.
Всем привет! Прошу старожилов не кидаться тапками, многие из вас всё знают и умеют. Это не для вас. Это для тех кто делает первые шаги в мир автозвука.
Наверняка кто-то из вас читал эту статейку на форуме BMW, я писал ее для наших партнеров из компании UltimateDM. Настала пора немного обновить тему, благо как показала практика, у народа это вызывает неподдельный интерес.
Речь пойдет о DSP (Digital Signal (Sound) Processor). Казалось бы, тема избитая и давно выстрадана на всевозможных специализированных форумах, однако как показывает практика многие потребители (а зачастую, как это не печально- продавцы) не понимают зачем нужна эта железяка. Покупать покупают — это модно, слышал где-то, что надо и т. д., но не понимают зачем? И многие продавцы не могут объяснить простым человеческим языком зачем это надо. Читать специализированные форумы долго, нудно и зачастую непонятно, особенно когда парочка “гуру” начинают засыпать друг друга непонятными формулировками о тактовой частоте, о каких-то Герцах и Децибелах.
Итак, для чего нужен процессор?
Начнем с самого простого примера — домашняя стерео система. Посмотрите на рисунок, вот вы — это тот, который с ушами)) Сидите в своем любимом кресле.
Обратите внимание, расстояние от ваших ушей, до Акустических Систем (колонок) одинаково, а значит звук в этом идеальном случае будет достигать ваших ушей в одно и то же время. И если к моменту прослушивания то, что находится между вашими ушами не затуманено вискарем (имеется в виду мозг), то оно создаст стереофоническую звуковую картину. Причем для этого требуется всего два динамика, а не восемнадцать, как это предлагают некоторые автопроизводители!
Теперь посмотрим, как это выглядит в типичном салоне автомобиля:
Заметили разницу? Расстояние до правого динамика в два раза больше, а это значит, что и звук из этого динамика достигнет ваших ушей гораздо позже. Регулировка баланса сильно не поможет, нужно задержать звук из левого канала. Вот тут-то и приходит на помощь одна из многочисленных функций DSP, называемая Time Сorrection.
Для наглядности представим, что на вашем любимом диске записаны пять инструментов, или голосов. В домашней системе, или в автомобиле с правильно настроенным DSP это будет выглядеть так:
В обычном автомобиле с аудио системой без DSP, с места водителя вы получите приблизительно такую картину:
А с ”Мега крутой ” системой с 18 динамиками вы получите вот такое безобразие:
Все еще хотите потратить деньги за громкое имя на шильдике? Нет? Ну тогда двигаемся дальше…
Почему в домашней системе можно обойтись двумя широкополосными динамиками, а в автомобиле нет? Ответ очевиден — из-за размеров. Согласитесь, видеть перед собой на уровне глаз динамик размером 16 см, то еще удовольствие. Да и обзор перекрывать будет, того и гляди бабулю на переходе раскатаешь! Поэтому динамики такого размера устанавливают в нижнюю часть двери, а в случае с BMW и подавно под сиденья. При таком расположении добиться от него воспроизведения средних и высоких частот практически не возможно! Так у нас появляются еще две пары динамиков — среднечастотные и высокочастотные (в простонародье — серединки, средники, пищалки, пищики, цыколочки и т. д.)))) И тут начинается полный кошмар не только с расстояниями до ваших драгоценных ушей, но и с тем как разделить весь музыкальный сигнал на полосы (надеюсь понятно, что высокочастотный динамик не сможет воспроизвести контрабас?) Для этого на помощь приходят фильтры. В случаях с домашней системой — это так называемые пассивные (не путать с меньшинствами) фильтры (кроссоверы с фиксированными параметрами). В автомобильной акустике такие применяются, причем не только в системах начального уровня, но и очень дорогих. Из плюсов такого подхода можно выделить один — динамики идеально согласованны между собой еще на стадии производства. Из минусов то, что эта идеальность, как правило, выполнена без учета расположения динамиков в конкретном автомобиле, это раз.
Два, любой, даже самый качественный пассивный кроссовер, съедает 20-30% мощности усилителя!
В системах с DSP фильтры активные, с возможностью выбора необходимого диапазона частот, крутизны фильтра и уровней. Другими словами, если голова не только для того, чтобы в нее есть, можно согласовать динамики между собой идеально для конкретного автомобиля. Выглядит это примерно так:
Еще не устали? Или все же проще отвалить деньжат за красивое имя в прайсе? Еще нет?
Ну тогда продолжим…
Салон автомобиля в принципе является агрессивной средой для качественного звука. Смотрите сами: масса всевозможных переотражений (стекла, пластиковые поверхности и т. д.) это с одной стороны, с другой, много поглощающих звук элементов (ковры, обивки сидений, ваша одежда в конце-концов). Все это приводит к неравномерности Амплитудно Частотной Характеристики (АЧХ). Поправить это можно с помощью эквалайзера. Наверняка слышали, что это такое. Помните вертикальные ползунки на музыкальных центрах?
Так вот, в современных DSP таких ползунков не 7 и не 10 штук, а целых 31, да еще и в каждом канале! Это так называемый треть октавный графический эквалайзер. С его помощью можно создать звук максимально приближенный к исходному материалу записанному на CD или что там вы слушаете. Или наоборот создать тот звук, который нравится именно вам.
Конечно, настроить такой эквалайзер на слух достаточно проблематично даже для опытных настройщиков. Для этого существуют специальные приборы RTA (real time analyzer), но вам это не к чему — пусть у настройщика голова болит. Вам надо лишь сказать, что конкретно вы хотите получить от звука, какую музыку вы слушаете, какие нюансы в звуке вам нравятся. Теперь хоть немного понятно, что такое DSP и с чем его едят, тьфу, слушают/настраивают?
Если тема показалась вам интересной, пишите. Постараюсь ответить.
Watson