Dsp в магнитоле что это
Но как это работает? Т.к. моим хобби является радио и цифровая обработка сигналов, разобраться было интересно. Как оказалось, полной информации о RDS в рунете практически нет (да и в англоязычном тоже негусто), надеюсь, эта публикация восполнит этот пробел.
Продолжение под катом (осторожно много картинок).
Введение
Радиостанции FM-диапазона существуют и пользуются популярностью довольно-таки давно. Но со временем стало ясно, что помимо звука, не хватает текстовой информации — названия станции, трека, исполнителя песни. Добавить такую возможность можно было только одним способом — помимо звука передавать дополнительный цифровой канал. Причем передавать так, чтобы с одной стороны, данные было несложно декодировать (вычислительные возможности микросхемы в радиоприемнике довольно ограничены), с другой стороны, чтобы не нарушить совместимости с уже имеющимися в продаже приемниками. Задача была решена, так появился стандарт RDS, принятый в 1990м году.
Спектр современной FM-станции выглядит так:
Модуляция RDS
RDS-кодер, согласно стандарту, выглядит так:
"
Как можно видеть, сигнал в кодере проходит 5 стадий:
Теперь берем сигнал и посылаем? Еще нет, все сложнее.
Демодуляция
Теперь, поняв как получается сигнал, мы можем приступить к демодуляции сигнала с реальной FM-станции. Для этого нужен SDR-приемник, я использовал HackRF, но подойдет и гораздо более дешевый RTL-SDR, купить который можно за 10$ с бесплатной доставкой на eBay.
Шаг 1. WFM-декодер
Т.к. исходный сигнал частотно-модулирован, сначала мы должны получить его в демодулированном виде. Чтобы не писать еще и ЧМ-декодер, воспользуемся пакетом GNU Radio. Запустим GNU Radio Companion и соберем схему, как показано на рисунке.
Шаг 2. Выделение пилот-тона и RDS-сигнала.
Следующим шагом является выделение пилот-тона и сигнала RDS. Для этого используем полосовой фильтр на соответствующие частоты.
Хорошо видны пилот-тон с частотой 19КГц, и 57КГц-сигнал, модулирующий более низкочастотный сигнал с частотой 1187.5Гц.
Шаг 3. Выделение низкочастотного сигнала.
Шаг 4. Демодуляция низкочастотного сигнала
После демодуляции сигнал поступает на дифференциальный декодер, который рассматривался выше. Дальше сигнал поступает на модуль коррекции ошибок, но это уже как говорится, другая история, соответствующая второму уровню модели OSI.
Если кому интересно, теоретическую часть можно будет продолжить, и рассмотреть формирование пакетов. Если же кто захочет поэкспериментировать самостоятельно, один из вариантов работающего декодера для RTL-SDR можно найти на github. При желании использовать аппаратный тюнер в своих проектах, можно купить на eBay плату Si4703 FM RDS Tuner, ее цена около 6$.
MCU — это специальная плата Micro Controller Unit (микроконтроллер), связывающая работу Android, камеры заднего вида, радиоприемник, устройство громкой связи Bluetooth, усилителя звука (включая низкой частоты) и остальных составляющих автомагнитолы.
- MCU это самостоятельный компьютер, который выполнен в виде отдельной платы, имеет свой процессор, флешпамять, а также программируемые входы/выходы.
- Андроид как раз и взаимодействует с MCU.
- Внимание! Как показывает практика — просто так обновлять прошивку микроконтроллера не нужно, если корректно работает модуль CAN-bus, кнопки руля, функции Wi-Fi, Блютуз и другие важные вам опции. Иногда обновление прошивки MCU приводит к неработоспособности устройства, тогда нужно обращаться в сервисный центр.
- Прошивка только влияет на работу самого контроллера, на логику Андроида влияния нет.
- Во время обновления MCU ни в коем случае нельзя отключать ГУ от питания.
- Название прошивки может содержать букву D, это означает что версия для устройства с наличием DSP-процессора, предназначенный для обработки цифровых сигналов (часто в реальном времени). Если установить прошивку для DSP на магнитолу, где DSP нет — звук будет отсутствовать.
- Прошивка MCU не имеет никакого отношения к прошивке Андроид. Последнее — это только операционная система и все. Также при установке прошивки нужно учитывать тип радиомодуля. Он может быть цифровым или аналоговым. Чтобы узнать — нужно посмотреть данные установленного MCU, трижды тапните (иногда нужно пять) по версии MCU в информации об устройстве, если в конце указано TEF — значит аналоговый, если Si4 — цифровой. Если установить версию для цифрового, когда у вас аналоговый — не будет ловить радио (постоянно будет шипеть).
Способ узнать версию зависит от модели устройства. Например на SMARTY TREND нужно открыть раздел Настройки (Settings), далее выбрать пункт Информация (Information) > версия MCU > 5 раз быстро тапнуть, после появится нужные данные:
Если у вас другая версия магнитолы — просто попробуйте несколько раз тапнуть по версии MCU в окне О системе.
Надеюсь данная информация оказалась полезной. Удачи и добра, до новых встреч друзья!
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.
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.
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):
Новая платформа DTA аппаратов INCAR с процессором DSP (Цифровой Сигнальный Процессор). Сегодня пользователю предлагаются передовые технологии цифровой обработки и воспроизведения звука в современных мультимедийных комплексах.
DSP - процессор - передовые технологии цифровой обработки и воспроизведения звука в современных мультимедийных комплексах INCAR.
Настраивайте звук с большой точностью и высокой детализации звукового звена.
Мы создали эти системы для самых популярных автомобилей, продаваемых в России. Найди свой автомобиль.
Smart Bass
Временные задержки
30-полосный графический эквалайзер
Loudness
Функция тонкомпенсации использовалась еще на кассетных магнитолах. С тех пор, она, сохранила свое предназначение - позволяет изменить коэффициент усиления высоких и низких частот на нужном вам уровне, сохраняя линейность АЧХ. Функция придает звучанию объем и насыщенность. Полезна для тех, кто любит слушать музыку на не большой громкости.
Фильтры
Важнейшая опция для построения качественной аудиосистемы. Используя встроенный активный кроссовер, есть возможность сконфигурировать каждую отдельно взятую пару каналов (Фронт – Тыл), выделив свойственный лишь ей конкретный диапазон частот (твитер, среднечастотник, мидбас). Преимущества такой схемы – отсутствие пассивных кроссоверов (они не используются, а значит улучшается гибкость настроек системы). Линейный (RCA) выход сабвуфера – нерегулируемый, по уровню громкости и частоте среза.
Перечисленные выше возможности, помогут пользователю добиться более качественного, мощного, неискаженного сигнала на выходе. А значит, получать безграничное удовольствие от звучания любимой музыки!
Читайте также: