Dsp control что это
Обновлено: 04.07.2024
Как это связано с темой статьи?
Как оказалось, напрямую. В 2018 году ФГУП «НАМИ» пригласило представителей нашей компании для участия в рабочей группе на тему «Компоненты отечественной системы ADAS (Advanced driver-assistance systems)». Основными участниками этой встречи были ФГУП «НАМИ», ПАО «КАМАЗ», «Группа ГАЗ», «УАЗ». Обсуждались такие вопросы, как «Разработка отечественных автокомпонентов, предназначенных для решения задачи ADAS (камеры, блоки управления, радары)», «Подготовка необходимой нормативной базы», «Наиболее востребованные функции ADAS по мнению отечественных атомобилепроизводителей», «Планы и предварительные сроки введения соответствующих уточнений в новый технологический регламент» и многие другие, в общем, серьёзные вопросы, которые могут повлиять на нашу повседневную жизнь. Больше всего это было похоже на начало нового масштабного проекта, каким ранее был «ЭРА-ГЛОНАСС» (если вспомнить, то в «Эру» тоже многие не верили и сроки регулярно отодвигались, но сегодня мы все видим насколько она была неотвратима). После этого было много чисто технических рабочих групп на территории ФГУП «НАМИ» и участие в группах по регулированию нормативной базы в составе «Национальной технологической инициативы Автонет». Были споры, дебаты, - острая, но интересная конкурентная борьба заинтересованных лиц.
Результатом функционирования рабочих групп стала разработка целой серии новых стандартов (в плане разработки числились более 180 проектов), регламентирующих различные сферы автомобильной отрасли: от электрифицированного (например, элементы инфраструктуры: зарядные станции, методы подключения, протоколы взаимодействия и т.д.) до автономного транспорта (см. далее). Для примера приведу несколько свежих стандартов по теме ADAS:
ГОСТ Р 58835-2020 Автомобильные транспортные средства. Бортовые системы помощи водителю. Радарные подсистемы. Общие технические требования и методы испытаний. (Дата введения 2021-04-30)
ГОСТ Р 58834-2020 Автомобильные транспортные средства. Бортовые системы помощи водителю. Общие технические требования к компонентам и методы испытаний. (Дата введения 2021-04-30)
Таким образом, Миландр, с одной стороны, имел опыт разработки военных локаторов вычислительной техники для обработки радиолокационных данных, с другой – опыт разработки отечественных DSP процессоров, а также давно сотрудничал с кафедрой «Информационных радиосистем» Нижегородского Государственного Технического Университета им. Р.Е. Алексеева (одного из основных профильных ВУЗов по радиолокации). Другими словами, многое сложилось удачно. А ещё мне как инженеру кажется важным, что к началу такого сложного проекта в лабораториях Миландра имелось всё необходимое безумно дорогое измерительное оборудование.
Ближе к теме!
Рассмотрим принцип работы FMCW (Frequency Modulated Continuous Wave) радара, обобщенная структура которого показана на рисунке 2. Передатчик радара излучает непрерывный ВЧ сигнал через топологически сфазированную антенную решетку (АР), частота которого изменяется в заданном диапазоне по заранее определенному линейному закону, при этом амплитуда частотно-модулированного сигнала остается практически неизменной. Излучаемые радаром электромагнитные сигналы, отражаясь от объектов, находящихся в зоне обнаружения, поступают через приёмную АР на модуль приемо-передатчиков, где, смешиваясь с передаваемым сигналом, образуют разностный сигнал на промежуточной частоте. Частота промежуточного сигнала fif зависит от расстояния fR и относительной скорости fD обнаруженного объекта.
Рисунок 2. Обобщенная структурная схема.
Рассмотрим идеальный случай, когда цель одна, и движется медленно (рисунок 3). Графики показывают характер изменения частоты передаваемого (красный) и принимаемого (зеленый) СВЧ сигналов во времени и причину формирования промежуточной частоты fif (T – период зондирования, разностная частота показана без знака).
Рисунок 3. Принцип работы FMCW радара при частотно-модулированном излучаемом сигнале.
Промежуточная частота fif складывается из двух компонент: доплеровского сдвига частоты, зависящего от скорости объекта
и разностной частоты, вызванной временной задержкой на распространение зондирующего сигнала "туда" и "обратно"
Промежуточная частота fif , формируется согласно уравнению
При использовании нашего модуля приемопередатчика M-LC6 (описание есть на сайте) в условиях безэховой камеры и не быстрого (500 Гц) модулирующего «пилообразного» сигнала отражение от уголкового отражателя выглядит следующим образом (рисунки 4 и 5):
Рисунок 4. Фотография условий эксперимента. Рисунок 5. Модулирующий сигнал (синий), квадратурный (желтый) и синфазный (зеленый) сигналы ПЧ.
Результат расчета FFT по квадратурной компоненте после цифрового фильтра верхних частот и удаления паразитной модуляции (вызванной «проникновением» сигнала передатчика в приемник внутри СВЧ микросхемы) даёт спектр, показанный на рисунке 6.
Рисунок 6. Результат расчета FFT.
Рассчитаем разностную частоту для данного случая (понимая, что fD = 0):
Matlab и осциллограф, совмещенный с генератором от Keysight, - это, конечно, хорошо и правильно, но в реальности для коммерческой компании – это неинтересно. Необходимо, чтобы всё было в формате законченного изделия, имеющего реальное коммерческое применение.
Нет ничего проще.. часы ругани "мозговых штурмов", недели расчетов, месяцы испытаний и год работы - в трех рисунках 7, 8, 9.
Рисунок 7. Фотография прототипа. Рисунок 8. Фотография макета. Рисунок 9. Фотография опытного образца «однолучевого радара».
«Однолучевой радар» состоит из модулей приемопередатчика и вычислителя с сигнальным процессором. Приёмопередатчик представляет собой компактный модуль, включающий АР, реализованную в виде отдельных передающей и приемной частей, выполненных симметрично. Каждая часть состоит из отдельных патч-антенн, сориентированных между собой таким образом, чтобы была сформирована желаемая диаграмма направленности (ДН), и минимизировано взаимное влияние приёмника и передатчика. Модуль цифрового вычислителя разработан на основе 32-разрядного высокопроизводительного процессора цифровой обработки сигналов1967ВН044 (тактовая частота до 230 МГц). Рассмотрим подробнее структурную схему радара (рисунок 10).
Рисунок 10. Структурная схема опытного образца «однолучевого радара»
Всё просто, а в гражданских изделиях иначе и нельзя - должно быть дешево и надежно. Центром радара является 1967ВН044 немного переделанный под данную задачу. Загружать ПО процессор умеет по SPI, соответственно, в качестве ПЗУ подходит почти любая «флэшка».
ЦАП и АЦП выбираются по частоте, цене и возможности когерентного захвата данных. Сейчас реализована простая схема, почти не загружающая процессорное время, – в ОЗУ лежит заранее сформированный фрагмент «пилы»; цепочка DMA выдвигает данные в SPI0 и в нужный момент перезапускает фрагмент этой пилы, запуская таймер TMR0. TMR0 запускает другую цепочку DMA, которая собирает данные с SPI1, выводы nCS двух АЦП объединены, выводы SDO, CLK заведены на простенький буфер, TMR0 также управляет стробами nOE буфера, а DMA собирает данные последовательно сначала с одного АЦП, а затем с другого, даже не подозревая, что это не один АЦП. Процессор загружается разного рода «фильтрацией» и расчетом FFT. Физический уровень CAN обеспечивает микросхема 5559ИН14, а логический – SPI CAN-контроллер. Ethernet также выполнен на Ethernet-контроллере. Решение по CAN и Ethernet сейчас переносится на наш 1986ВЕ1QI, там уже есть CAN и Ethernet. Микросхема ГЛОНАСС используется не обычная, а «Навигационный приемник ГЛОНАСС/GPS/SBAS/GALILEO — ПРО-04, ИЛТА.464346.001» НИИ МА ПРОГРЕСС. Работает нормально, подключается по UART, свои задачи явно выполняет. Физический уровень RS-485 обеспечивает микросхема 5559ИН10. Таким образом видно, что сегодня вполне реально создать коммерческий продукт с очень высокой степенью «отечественности» локализации по ЭКБ.
Удобство такой модульной платформы очевидно. Меняем СВЧ приёмопередатчик (рисунок 11) – получаем другое изделие, а FFT «крутится» на процессоре.
Рисунок 11. Пример характеристик двух СВЧ модулей в одном габарите.
Разработкой СВЧ мы тоже занимаемся сами, но тут стоит отметить, что разработка - это не просто расчет АР нужной формы. Это долгий процесс «от идеи» и до «серийной сборки», расхлебывая решая все проблемы на своём пути. Например, есть нормы ГКРЧ (РЕШЕНИЕ от 7 мая 2007 года N 07-20-03-001 «О выделении полос радиочастот устройствам малого радиуса действия»), по которым разрешённым диапазоном в России считается 24,05 – 24,25 ГГц. Это значит, что использовать мы можем ЛЧМ максимум 200 МГц (а аппаратно можем - до 1500 МГц. Жаль. ), и, применяя в качестве основного математического аппарата FFT, у нас будет следующее ограничение:
Другими словами, если забыть про всё, что реально расширяет нам каждый бин FFT (например, наложение оконной функции), ЛЧМ в 200 МГц обеспечивает нам разрешающую способность по дальности в 75 см. Но 200 МГц должны быть стабильными, иначе будет нарушение ГКРЧ. А так как мы должны использовать максимально дешевые доступные СВЧ микросхемы, ожидаемо, что с термостабилизацией у них не очень. Можно и нужно вносить аналоговую термокомпенсацию (например вводя термисторы в схему управления ГУН). Таких СВЧ приёмопередатчиков мы собрали уже несколько тысяч и можем поделиться обобщенной статистикой (рисунок 12).
Рисунок 12. Пример характеристик частотно-температурных зависимостей (слева – зависимость абсолютного значения частоты в МГц от температуры, справа - зависимость полосы ЛЧМ сигнала от температуры), при подаче модулирующего сигнала лабораторным генератором.
Видно, что термокомпенсация получилась неплохой, максимальный разброс ±15 МГц и в крайних значениях температуры (минус 40 плюс 85 градусов). Если считать грубо, то это 30 МГц на 125 градусов или 0,24 МГц на градус (основные импортные аналоги обеспечивают 1 МГц на градус). Но ГКРЧ нарушается, значит, нужна дополнительная стабилизация. На модуле СВЧ для этой цели предусмотрен сигнал делителя частоты (рисунок 10); сигнал делителя - низкочастотный, порядка 24 кГц – заводится на вход таймера TMR1. TMR1 записывает в память текущее значение счетчика «тиков» процессора, затем TMR1 отсчитывает до 1000 и снова записывает значение счетчика «тиков» процессора. Сравнивая эти значения, можно достаточно точно получить значение делителя частоты.
Хорошо, частоту СВЧ сигнала мы теперь знаем, нужно её скорректировать с помощью ЦАП, соответственно, точность подстройки частоты зависит от разрядности и качества ЦАП. Мы получили точность подстройки частоты СВЧ сигнала не хуже 240 кГц, что соответствует ±1·10-3% от частоты 24,15 ГГц. Процесс подстройки представлен на рисунке 13.
Рисунок 13. Пример частотно-временной зависимости при включении радара.
Другой вопрос - изменяется ли диаграмма направленности при использовании крышки из радиопрозрачного материала? К сожалению, крышка почти всегда ведет себя как сильная неоднородность, но при правильном подборе параметров (материал, толщина, самое важное расстояние от АР), в целом, всё будет терпимо. Наибольшие трудности возникают, когда необходима широкая диаграмма, так как увеличивается число возможных переотражений и даже если всё сделано правильно, крышка выступает в качестве диэлектрической линзы и немного обужает диаграмму.
Приведу пример измерений для немного другого радара с использованием следующих крышек: напечатанной на 3D принтере со 100% заполнением (красный), такой же, но отлитой из "типового" обычного пластика Vg280 (голубой), отлитой из "типового" пластика, но на скорректированном расстоянии от АР (зеленый) (рисунок 14).
Рисунок 14. Измерение диаграммы направленности.
Радар «Поток-1», ТСКЯ.466369.007, является радиолокационным детектором транспортных средств (ТС) и предназначен для автоматизированного учета интенсивности дорожного движения. Детектор определяет следующие основные параметры: количество обнаруженных ТС, средняя скорость, загруженность, количество полос, классификация обнаруженных ТС; а для каждого из обнаруженных ТС – скорость, длину, класс, номер полосы движения.
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):
Что такое DSP процессор?
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.
Процессорные магнитолы: в чем отличие от обычных?!
Процессорные магнитолы: в чем отличие от обычных
Практически каждый автомобилист, увлекающийся автозвуком слышал, что такое процессорная магнитола, и конечно же, хотел бы приобрести такой аппарат в свой салон автомобиля. Однако особенностью считается более высокая цена, среди магнитол эти версии считаются высшим классом. Понятие подразумевает наличие звукового процессора, с его помощью автоматически настраиваются звуковые каналы, благодаря чему становится реальной очень тонкая регулировка аудиозвучания. Устройства выпускаются в 1 и 2 din.
DSP процессор
— наличие в магнитоле встроенного DSP — процессора цифровой обработки звука.
Такой процессор повышает общее качество звучания и обеспечивает дополнительные возможности по его регулировке. Одна из важнейших функций DSP — временная коррекция: она позволяет так настроить работу акустики, чтобы звук с динамиков, расположенных на разном расстоянии от пользователя, доходил до него одновременно. Подобное согласование заметно улучшает впечатление от звучания. Кроме того, в магнитолах с DSP обязательно имеется цифровой кроссовер (разделение по частотам) и эквалайзер с довольно большим количеством полос.
Наличие процессора заметно сказывается на цене магнитолы, однако в большинстве случаев это оправданная плата за качество звука. А вот однозначным недостатком «процессорных» моделей является сложность в монтаже и настройке, для этого лучше всего обратиться к специалисту.
Во многих случаях цифровые автомагнитолы позволяют значительно улучшить качество звука, снабжены функциями, обеспечивающими чистоту звучания с помощью цифровых фильтров. Список процессорных магнитол представляет собой набор гаджетов с разнообразными функциями, которые можно подобрать в соответствии со своими вкусами и предпочтениями.
Отметим, что процессорная магнитола 2 din еще будет иметь обычный процессор, обычно устанавливается платформа Cortex.Однако речь идет о совершенно иных функциях, никак не связанных с автомагнитолами с профессиональным звуком.
Определить, какого типа у вас установлена магнитола, можно по техническим характеристикам или же по описанным функциям. При наличии звукового процессора для устройства будет характерно:
цифровая временная коррекция на 6 каналов;
цифровой транскодер и т. д.
Почему нужна цифровая временная коррекция? Для коррекции излучаемого звука с учетом формы салона, которая искажает аудиоволны. С помощью этой функции выравниваются параметры звука, в результате водитель слышит ту же мелодию, что и пассажир и наоборот. Это реализуется с помощью лага запаздывания, длительностью в милисекунды.
Регулировка задержек должна проводиться опытным мастером, который учитывает множество параметров салона, а также правильно расположит динамики относительно построенной схемы аудиосистемы.
Плюсы
Достоинства моделей автомобильных аудиоустроцств звукового процессора:
регулировка индивидуальной схемы;
отрегулировать сцену, используя множество возможностей;
при наличии эквалайзера сигнал можно порезать.
Автомагнитола Алпайн
высокая цена;
сложная настройка для новых пользователей;
сложность монтажа акустики, ее устанавливают в зависимости от параметра звука, что предполагает определенные проблемы монтажа отверстий в обшивке и с наличием электроснабжения;
отличие настроенной звуковой сцены от ненастроенной будет прослеживаться далеко не во всех стилях музыки. Особенно хорошо проявляется при проигрывании классических композиций;
необходимость во внешних усилителях.
В целом устройство подходит для тех автовладельцев, которые знают, что такое хороший звук, и чем он отличается от обычного звучания. Это же поможет определить предпочтения в выборе направления музыки и магнитолы.
Лучшие версии автомагнитол со звуковым процессором от Pioneer, Alpine, Кенвуд
Наиболее технически развитые модели автомагнитол выпускают три компании, которые занимают лидирующие позиции на рынке. Речь идет об Pioneer, Кенвуд и Алпайн. Предпочтения в этих марках выделяют профессиональные аудиолюбители, так как каждая из предложенных модификаций имеет отличные звуковые характеристики. Как выглядят по дизайну описываемые автомагнитолы смотрите на фото, это поможет определиться с выбором.
Модели Пионер, Алпайн и Кенвуд с помощью звукового процессора настраивают искаженную звуковую сцену в условиях салона автомобиля. Интересные предложения есть и у компании JVC. При наличии такой модели аудио можно тонко управлять звуковой сценой, настраивая параметры выдачи звука.
С вопросами, как настроить тот же Алпайн, лучше обратиться к опытному мастеру и только со временем выполнять эти работы самостоятельно. Лучше это сделать в дилерском центре того же JVC, Алпайн и Kenwood. Настройка стоит довольно дорого, но доступно. В этом случае можно получить 100% результат. Можно ознакомиться в соответствующих разделах со списком доступным моделей.
процессорная магнитола Алпайн
5 процессорных магнитол с доступной ценой (список моделей), которые стоит купить, настроить и научиться использовать все возможности:
Kenwood KDC-BT53U, стоимость такой версии около 200 долларов для 1din версии;
Пионер MVH 580BT, в этом же форм-факторе стоимость будет немножко меньше, чем в предыдущей версии;
Пионер DEH 5900BT – еще одна высокотехнологичная аудиосистема, поддерживает видеоэкран и синхронизацию с устройствами Apple. Pioneer выпускает доступные устройства профессионального класса, превосходящие 2 din;
Alpine UTE92BT – полностью совместима с современным привычным набором функций, поддерживает экраны, не уступает по классу сенсорным медиа системам. Синхронизируется, не требуя ничего настроить, с мобильными устройствами с поддержкой параметров соединения, то есть дублирует функциональность 2 din автомагнитолы;
Alpine CDA-9887R – автомобильный музыкальный центр с профессиональным звуком.
Kenwood KDC-BT53U
К достоинствам относится цифровой процессор. Имеется поддержка и синхронизация с Iphone, Ipod, в том числе, по беспроводной связи BlueTooth. Устройство имеет встроенный усилитель с каналами по 50 Вт (4 канала), сабвуфер, регулятор частоты срезов усилителя и баланса. Кроме дисков еще -поддерживается поиск музыки и т. д. Несмотря на относительно устаревший форм-фактор, по своим совокупным функциям в формате 1din превосходит своих именитых собратьев.
Pioneer MVH 580BT
Процессорная магнитола Pioneer – одни из лучших и оптимальных по стоимости не столько в профессиональном исполнении. Является полностью профессиональной версией с прогрессивным звуковым процессором, пользуется большим спросом у водителей, хорошо разбирающихся в этой теме. Набор характеристик гарантирует максимально высокое качество звука, имеется фильтр низких частот и 12-ти полосный графический эквалайзер.
Pioneer MVH 580BT
Alpine UTE92BT
Кроме перечисленного набора особенностей, с которыми лучше ознакомиться в спецификации, аудио устройство поддерживает сохранение параметров настройки и обмен с другими пользователями. Процессорные магнитолы Alpine можно приобрести в среднем за 200 долларов. Они стоят дороже, но в отдельных случаях превосходят по элементной базе, чем процессорные магнитолы Пионер.
Чтобы разобраться новичкам в параметрах медиацентров, стоит обратиться в сервисное бюро для профессиональной настройки, а также к ресурсам, подробно описывающим функциональность автомагнитол со звуковым процессором.
Процессорные магнитолы — это современные устройства, которые пользуются популярностью благодаря наличию различных настроек, за счет чего можно максимально откорректировать все недочеты в акустической системе.
Звуковой процессор — мощное устройство. Имеет отдельный кроссовер для каждого канала, чтобы производить фильтрацию звука. Кроме того, у звуковых процессоров есть широкий эквалайзер.
У такой аппаратуры существуют и другие опции, которые направлены на то, чтобы достичь максимально возможное качество сигнала.
Подключить подобный процессор можно к любой автомобильной магнитоле, причем и к моделям, у которых отсутствует разъем для усилителя. Значит, нет необходимости менять и протягивать провода, делать доработки штатного устройства, устанавливать другое. Например, можно поставить под кресло, выделив только 1 шнур, который присоединяется к штатному выходу устройства.
К преимуществам магнитол относится следующее:
есть возможность настроить качественную звукосцену, что просто недоступно при варианте без процессора;
существует множество вариантов звуковой сцены;
хороший эквалайзер, который будет разделять поступающий сигнал на разные полосы;
качественные параметры.
Но нужно помнить и о недостатках магнитол:
высокая цена;
достаточно сложные настройки;
требуется усилитель внешнего типа, а встроенный не даст необходимого результата;
сложная акустическая установка (причем детали ее нужно будет монтировать в зависимости от необходимости, а не имеющихся возможностей).
Чем отличается от обычной
Магнитолы процессорные стоят дорого. Они считаются высшим классом. В этом случае присутствует звуковой процессор, с помощью которого можно настроить канал сигнала. За счет этого можно отрегулировать даже тонкие настройки аудиосистемы. Оборудование выпускается в 1 din и 2 din.
Отличается от обычного устройства техническими характеристиками и описанными в инструкции к устройству функциям. Например, если присутствует звуковой процессор в автомагнитоле, то будет пометка о возможности цифровой временной корректировки на 6 каналах, либо цифровой транскодер, либо аналогичное. Это основное отличие.
Цифровая временная корректировка требуется из-за того, что в салоне волны будут искажаться. Но за счет такой функции параметры можно выровнять. Водитель и пассажир будут слышать мелодию одинаково.
Это можно реализовать за счет лага запаздывания, который продлится всего в несколько миллисекунд.
Выбирая магнитолу, нужно учитывать, что многие из них не представляют полноценного устройства, а только выполняют несколько функций. Чтобы понять это, требуется внимательно изучить технические данные в инструкции к модели.
Как узнать процессорная магнитола или нет
Техническая документация поможет выяснить, процессорная магнитола либо нет. У изделий самая высокая мощность — до 50 Вт. Понять, есть ли в устройстве процессор, помогут:
переключаемый 3-полосный цифровой кроссовер;
эквалайзер графический;
6-канальная временная корректировка.
Такие функции и дают возможность смещать звукополе, концентрировать сигнал всех колонок в выбранной точке. Слышимость ближнего динамика не будет выделяться по сравнению с остальными, которые расположены дальше.
Понять, что в руках у покупателя процессорная разновидность магнитолы, можно по надписи на ней «DSP». Да и стоимость аппаратуры гораздо выше, чем у стандартных изделий.
Как настроить
Настройка процессорной магнитолы — сложная задача. Рекомендуется воспользоваться услугами специалиста, хотя можно сделать это и самостоятельно. Требуется рационально установить задержки и правильно расположить колонки.
Чтобы настроить процессорную магнитолу, необходимо выполнить следующие шаги:
Выставить задержки (поверхностно). Необходимо просто замерить рулеткой расстояние от колонок до выбранного места (например, возле руля).
Проверить акустические фазы. Необходимо в это время прослушивать мелодии и записывать данные. Нужно отключить средние частоты и слушать сначала только верхние, а потом нижние. На дальнем динамике рекомендуется измельчить фазу и снова все прослушивать.
Отрегулировать уровень для каждого динамика. Сначала нужно верхние, потом нижние частоты. Затем включить все каналы и выставить уровни. После прослушать только левую сторону, а потом правую.
Выбрать частоту раздела. Во время проигрывания нужно слушать уровень сигнала, записывать разницу, после чего корректировать. Стандартно низкие басы занижают, а высокие — делают выше.
Настроить задержки (более точно). Нужно отключить средние частоты и слушать верхние. Делать корректировки. То же выполнять для низких частот. Потом включить все каналы. Выставить высоту сцены.
Откорректировать все с помощью эквалайзера. Нужно сесть сначала слева и откорректировать все, потом включить вторую сторону.
Лучшие модели
Если есть ограничения в бюджете, то ниже представлен список процессорных магнитол, которыми можно воспользоваться:
KENWOOD KDC-BT53U. Среди бюджетных процессорных магнитол считается лучшей. Типоразмер — 1 din. Может воспроизводить мелодии с CD- и USB-носителей, причем разного формата. Это касается даже сжатых MP3, WMA и AAC. Поддерживает Bluetooth, так что можно подключить разное оборудование, в том числе и телефон. Пульт управления отсутствует, но кнопки удобные (они подсвечиваются), так что по ним можно без вспомогательных средств настроить все. Усилитель и эквалайзер являются интегрированными. Недорогая модель, цена составляет около 5800 руб., т.е. самая дешевая из перечня.
Pioneer FH-X380UB. Типоразмер — 2 DIN. Можно воспользоваться USB-носителями. Кроме того, есть CD-проигрыватель. Сама магнитола является черной, а дисплей — монохромный. Подсветка цветная. Особенно красиво смотрится в темноте. Встроен эквалайзер, есть множество вариантов настройки. Прилагается пульт дистанционного управления. Стоимость — 6500 руб.
Pioneer DEH-X5800BT. Она тоже черная. Экран монохромный. Можно прослушивать CD-диски, другие носители. Подходят форматы AAC, WMA, MP3. Поддерживается работа Bluetooth. Благодаря эквалайзеру можно сделать множество настроек, добившись максимального качества звучания. Примерная стоимость изделия — 8 000 руб.
Alpine CDE-180RR. Хороший вариант музыкального оборудования. Можно воспользоваться CD-дисками и USB-носителями. Если есть желание, то включить радиоприемник с цифровым тюнером. Устройство черное. Типоразмер 1 DIN. Не поддерживает Bluetooth. Отсутствует пульт дистанционного управления. Стоимость — около 6300 руб.
Sony CDX-G3100UE. Хорошая автомагнитола. Присутствует радиоприемник, можно прослушивать СД-диски. Дизайн не самый хороший, но есть множество функций и настроек. Мощность составляет 50 Вт. Воспроизводит форматы MP3, AAC, WMA. Спереди на панели есть разъем для флеш-карт. Пульт отсутствует. Не поддерживает работу Bluetooth. Примерная стоимость — около 6400 руб.
JVC KD-X150EE. Те, кто ею пользуются, довольны звучанием. Хотя отсутствует возможность подключать СД-диски, но можно прослушивать музыку с флеш-карт в сжатом виде в различных форматах. Подключаться через блютуз тоже есть возможность. Типораз — 1 DIN. Дисплей выполнен монохромно, но есть опция автоматической подсветки, причем ее можно регулировать по желанию. Встроен радиоприемник. Стоимость составляет около 15500 руб.
Pioneer AVH-P6300BT. Это многофункциональный полноценный мультимедийный проигрыватель. Подходит как для аудио-, так и видеоконтента. Монитор на 7 дюймов. Можно прослушать СД-диски (в том числе и посмотреть видео). Даже открываются файлы в формате JPG, то есть изображения. Можно вставлять флеш-карты, причем не только USB-носители, но и карты памяти от фотоаппаратов. Есть возможность настраивать эквалайзер. Поддерживает блютуз. Усилитель интегрирован. Цена — около 16000 руб.
Pioneer DEH-80PRS. Типоразмер — 1 DIN. Поддерживает флеш-карты, СД-диски, карты памяти. Экран монохромный. Блютуз присутствует. Можно управлять такой магнитолой с кнопок на руле. Цена — около 20000 руб.
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.
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.
Радары диапазонов 77 и 24 ГГц для автотранспорта и дорожной инфраструктуры (часть 1)
Компания «АО ПКК Миландр» знакома хабровчанам в сфере разработки интегральных микросхем. Сейчас номенклатурный ряд микросхем достаточно широкий, но в данном контексте нам интересны именно DSP (ЦОС) процессоры 1967ВН028 и 1967ВН044, которые имеют систему команд совместимую с процессором ADSP TS201. Принципиальное различие процессоров заключается в том, что 1967ВН028 нацелен на работу в составе многопроцессорного вычислительного кластера, а 1967ВН044 больше подходит на роль микроконтроллера с мощным вычислительным ядром и богатым набором периферии.
Именно процессоры 1967ВН028 стали востребованы в радарной тематике, правда речь идет о радарах «специального» назначения. В качестве примера могу привести блок обработки радиолокационных данных - ВНБО, рисунок 1).
Рисунок 1. Внешний вид ВНБО.
ВНБО предназначен для цифровой обработки радиолокационных сигналов, поступающих от блока приёмопередающих модулей, и передачи результатов на рабочую станцию оператора:
Тип вычислительного ядра - микросборка «МВМ-03» (4×1967ВН028 + ПЗУ);
Количество - 52 микросборки «МВМ-03»;
Соглашусь, что 1100 Гфлопс сегодня не выглядит как выдающийся результат, но стоит отметить, что речь о «специальном назначении» (со всеми «вытекающими» особенностями: работа при температуре в -60, рядом с источником электромагнитных "помех" в 100 кВт) и о том, что ближайший отечественный аналог, разработанный не так давно на других процессорах, имеет вычислительные возможности почти в три раза ниже.
Читайте также: