Что такое ЦСП? Что означает DSP?

Обработка звука сложна, и поэтому вы найдете DSP в основе почти всего современного оборудования для обработки звука. Хотя обычные потребители могут не знать о них, DSP интегрируются во все виды аудиоустройств, включая сотовые телефоны, наушники, аудиоинтерфейсы, микшеры, динамики и наушники Bluetooth.

DSP постепенно становятся одним из основных продуктов каждого современного аудиопродукта, так что же такое DSP? Почему они важны, как они работают и как влияют на качество прослушивания?

Что такое ЦСП?

DSP — это аббревиатура от Digital Signal Processor. Как следует из названия, DSP — это микропроцессор, специально разработанный для обработки аудиосигналов. DSP — это в основном ЦП, оптимизированный только для решения проблем обработки звука. И точно так же, как ЦП, чипы DSP являются важными частями аудиооборудования, которые делают возможными цифровые манипуляции со звуком. DSP стали настолько важными, что ваше звуковое оборудование, скорее всего, интегрирует один или несколько DSP в свои схемы.

Распространенное использование DSP

Интегрированные аудиоустройства DSP

Программы для Windows, мобильные приложения, игры - ВСЁ БЕСПЛАТНО, в нашем закрытом телеграмм канале - Подписывайтесь:)

DSP используются во всех видах бытовой аудиоэлектроники. Чтобы понять, насколько DSP влияют на ваше прослушивание, вот несколько приложений DSP, которые вы уже используете:

  • Аудио эквалайзеры (EQ): DSP используются для выравнивания всех видов музыки. Эквализация используется в студиях звукозаписи для управления громкостью различных звуковых частот. Без эквалайзера вам было бы трудно слушать музыку, так как вокал, вероятно, будет звучать слабо, инструменты будут звучать рассеянно, а бас пересилит все частоты, делая звук нечетким или грязным.
  • Активные аудиокроссоверы: эти аудиокроссоверы используются для разделения различных звуковых частот и назначения их разным динамикам, предназначенным для определенного диапазона звуковых частот. Аудиокроссоверы часто используются в автомобильных стереосистемах, системах объемного звучания и динамиках, в которых используются драйверы динамиков разного размера.
  • 3D-аудио в наушниках/наушниках: вы можете получить 3D-аудио, используя кроссоверы динамиков вместе с различными системами объемного звучания. С незаметным DSP ваши наушники и наушники могут обрабатывать звук, который позволяет прослушивать 3D-звук без динамиков. DSP могут сделать это, имитируя пространственную звуковую сцену, которая имитирует движение звука в трехмерном пространстве, просто используя ваши наушники.
  • Активное шумоподавление (ANC): технология активного шумоподавления использует микрофон для записи низкочастотного шума, а затем генерирует звуки, противоположные частотам записанного шума. Этот сгенерированный звук затем используется для подавления окружающего шума, прежде чем он достигнет ваших барабанных перепонок. ANC возможен только при мгновенной скорости обработки DSP.
  • Распознавание речи и голоса в дальней зоне: эта технология позволяет Google Home, Alexa и Amazon Echo надежно распознавать ваш голос. Голосовые помощники используют ЦП, DSP и ИИ для обработки данных и интеллектуальных ответов на ваши запросы и команды.

Как работает DSP?

Клавиатурный DSP-модуль

Все цифровые данные, включая цифровой звук, представлены и хранятся в виде двоичных чисел (1 и 0). Обработка звука, такая как эквалайзер и ANC, требует манипулирования этими 1 и 0 для достижения желаемых результатов. Для управления этими двоичными числами требуется микропроцессор, такой как DSP. Хотя вы также можете использовать другие микропроцессоры, такие как ЦП, DSP часто является лучшим выбором для приложений обработки звука.

Как и любой микропроцессор, DSP использует аппаратную архитектуру и набор инструкций.

Аппаратная архитектура определяет, как работает процессор. DSP часто используют такие архитектуры, как фон Неймана и Гарвардская архитектура. Эти более простые аппаратные архитектуры часто используются в DSP, поскольку они достаточно способны выполнять цифровую обработку звука в сочетании с оптимизированной архитектурой набора инструкций (ISA).

ISA определяет, какие операции может выполнять микропроцессор. По сути, это список инструкций, помеченных кодом операции (кодом операции), хранящимся в памяти. Когда процессор вызывает определенный код операции, он выполняет инструкцию, которую представляет этот код операции. Общие инструкции в ISA включают математические функции, такие как сложение, вычитание, умножение и деление.

Типичный чип DSP, использующий гарвардскую архитектуру, будет содержать следующие компоненты:

  • Набор инструкций Program Memory-Store и коды операций (ISA)
  • Память данных — хранит значения для обработки
  • Compute Engine — выполняет инструкции внутри ISA вместе со значениями, хранящимися в памяти данных.
  • Входные и выходные данные — ретрансляция данных в DSP и из него с использованием протоколов последовательной связи.

Теперь, когда вы знакомы с различными компонентами DSP, давайте поговорим о том, как работает типичный DSP. Вот базовый пример того, как DSP обрабатывает входящие аудиосигналы:

  • Шаг 1: DSP дается команда на обработку входящего аудиосигнала.
  • Шаг 2: Двоичные сигналы входящей аудиозаписи поступают на DSP через его порты ввода/вывода. Передача сигналов последовательной связи
  • Шаг 3: Двоичный сигнал сохраняется в памяти данных. Звуковой сигнал в память данных
  • Шаг 4: DSP выполняет команду, передавая арифметическому процессору вычислительной машины правильные коды операций из памяти программ и двоичный сигнал из памяти данных. Команда выполнения DSP
  • Шаг 5: DSP выводит результат через свой порт ввода/вывода в реальный мир. DSP-сигнал-передача

Преимущества DSP перед процессорами общего назначения

Процессоры общего назначения, такие как CPU, могут выполнять несколько сотен инструкций и содержать больше транзисторов, чем DSP. Эти факты могут вызвать вопрос о том, почему процессоры DSP являются предпочтительными микропроцессорами для аудио, а не более крупными и сложными процессорами.

Основная причина, по которой DSP используется по сравнению с другими микропроцессорами, — это обработка звука в реальном времени. Простота архитектуры DSP и ограниченная ISA позволяют DSP надежно обрабатывать входящие цифровые сигналы. С помощью этой функции к живым выступлениям можно применять выравнивание и фильтры в режиме реального времени без буферизации.

Экономическая эффективность DPS — еще одна важная причина, по которой они используются вместо процессоров общего назначения. В отличие от других процессоров, которым требуется сложное аппаратное обеспечение и ISA с сотнями инструкций, DSP использует более простое оборудование и ISA с парой десятков инструкций. Это делает DSP проще, дешевле и быстрее в производстве.

Наконец, DSP легче интегрировать с электронными устройствами. Из-за меньшего количества транзисторов DSP требуют гораздо меньше энергии и физически меньше и легче по сравнению с ЦП. Это позволяет DSP помещаться внутри небольших устройств, таких как наушники Bluetooth, не беспокоясь о мощности и добавляя слишком много веса и объема устройству.

DSP являются важными компонентами современных аудиоустройств

DSP являются важными компонентами электроники, связанной со звуком. Его небольшие, легкие, экономичные и энергоэффективные свойства позволяют даже самым маленьким аудиоустройствам предлагать функции активного шумоподавления. Без DSP звуковые устройства должны были бы полагаться на процессоры общего назначения или даже громоздкие электронные компоненты, которые требуют больше денег, места и мощности, но при этом обеспечивают меньшую вычислительную мощность.

Программы для Windows, мобильные приложения, игры - ВСЁ БЕСПЛАТНО, в нашем закрытом телеграмм канале - Подписывайтесь:)

Похожие записи

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *