Музыкальный портал
info@topzvuk.com

Секреты высококачественного звука

Секреты высококачественного звука
0

Секреты высококачественного звука

Раздел: Интересное
Дата публикации: 24 марта 2015, 14:37
Нравится
Нравится
Информация и технологии играют решающую роль в современном мире. От того, насколько хорошо вы владеете этими ресурсами, зависят результаты дела, которым вы занимаетесь. В этой статье мне хотелось бы рассказать о технологии, в основе которой лежит особый класс микросхем – FPGA.

Аббревиатуру FPGA можно расшифровать на русский язык как «Программируемая пользователем вентильная матрица». По сути, это полупроводниковое устройство, которое может быть сконфигурировано производителем или разработчиком после изготовления; отсюда в названии «программируемая пользователем». Разработка FPGA- технологий началась в середине 80-х годов XX века. С тех пор были достигнуты впечатляющие результаты. Современные FPGA-чипы могут быть запрограммированы на выполнение чрезвычайно сложных операций на высоких тактовых частотах. Сигнальные процессоры (DSP) и компьютерные процессоры (CPU) разрабатываются для выполнения всевозможных задач или классов задач, а программы действий для них компилируются из языков высокого уровня. В свою очередь, чипы FPGA в приборах имеют определенную специализацию и программируются в машинном коде, а хорошо написанная программа в машинном коде работает зачастую быстрее, чем скомпилированная из языка высокого уровня.

Чипы FPGA представляет собой набор логических элементов/блоков и связей между ними. Эти логические блоки и связи могут быть запрограммированы на выполнение сложных операций, обращаться к внутренней памяти и даже встроенным микропроцессорам. Такая архитектура роднит чип FPGA со специализированной для решения конкретной задачи интегральной схемой ASIC (Application Specific Integrated Circuit). Чипы ASIC программируются на производстве и выполняют строго ограниченные функции, характерные только для данного устройства, для которого они и предназначены, например, для управления мобильным телефоном. В отличие от ASIC чипы FPGA производятся серийно без предустановленной программы, что существенно снижает их себестоимость и срок производства. У производителей оборудования нет риска остаться без комплектующих. Они сами без особых затрат программируют чипы FPGA для выполнения необходимых им задач, к тому же программы могут изменяться в процессе использования. Подобные особенности делают FPGA-чипы универсальным инструментом, а их применение экономически выгодным.

Естественно, спрос на FPGA у производителей различных электронных устройств растет, но эти чипы особенно хорошо подходят именно для обработки аудиосигналов, потому что одни чип FPGA может выполнять те же функции, что и плата с набором DSP.
Это достигается благодаря возможности сконфигурировать в FPGA множество сигнальных цепей и достичь необходимой плотности вычислений, существенно снизив время этих вычислений. Именно такая характеристика особенно важна при построении цифрового микшера. Программирование FPGA для выполнения и обеспечения процессов микширования, эквализации, динамической обработки сигналов и т.д. позволяет снизить время прохождения сигналом тракта от входа микшерной системы до ее выхода (задержку) к абсолютному минимуму.

В случаях использования DSP часто встречаются задачи обработки и преобразования аудиосигналов, при которых требуется распределение вычислительных нагрузок между несколькими DSP. В таких ситуациях особого внимания к себе требуют вопросы синхронизации DSP и возникновения джиттеров. Сложность подобных вопросов растет с увеличением количества DSP. В свою очередь, на одном чипе FPGA можно реализовать устройство, обеспечивающее полный тракт обработок и преобразований аудиосигналов с необходимой точностью вычислений (с «плавающей точкой»). При этом у такого устройства только один входной канал сигнала синхронизации. Кроме того, в отличие от систем с математическими алгоритмами, использующими фиксированную точку, система вычислений с «плавающей точкой» более устойчива к возникновению погрешностей округления, что существенно снижает риск возникновения искажений в сигнале при его обработке.

Таким образом, технология FPGA обеспечивает производителям цифровых микшерных устройств существенную экономию, возможность сконфигурировать функционал FPGA-чипов оптимальным образом для решения задач многоканального микширования аудиосигналов, включая эквализацию, динамическую обработку сигналов для всех входных каналов и шин микширования. Все это в итоге делает микшерные системы привлекательными для пользователей не только с точки зрения цены, но и с точки зрения качества звука, снижения латентности системы, увеличения общего потенциала системы и способности дальнейшего расширения ее функционала в будущем. Ярким примером успешности применения технологии является микшерная система SD7 английского производителя DiGiCo, в которой отлично «сработались» FPGA-чипы и DSP Tiger Sharc. Она способна обработать 256 каналов с частотой 96 кГц (128 каналов с частотой 192 кГц), имеет эквалайзер и многополосный компрессор в каждом канале, имеет 128 шин микширования, 32 32-полосных эквалайзера, матрицу размерностью 32х32, до 48 встроенных эффекторных алгоритмов и возможность дополнительной установки платы расширения для подключения плагинов знаменитой компании Waves.

Но если технология FPGA имеет такие преимущества, почему большинство цифровых микшерных систем построено на основе классических DSP? Возможно, главная причина ограниченного распространения FPGA в области аудиотехнологий связано с тем, что в большинстве компаний работают инженеры с достаточно высоким уровнем навыков программирования чипов DSP и CPU, но сравнительно немногие из них имеют навыки программирования FPGA для обработки аудио. Поэтому для большинства компаний время от начала разработки продукта до выпуска на рынок существенно сокращается, если в основе продукта лежит привычный, хорошо себя зарекомендовавший DSP-чип. Но подобная тенденция может в скором времени измениться, т.к. компании-производители FPGA-чипов в настоящее время серьезно заняты продвижением своих технологий в университетах и колледжах, предлагая даже систему поощрений для профессоров и студентов, изучающих и развивающих эти технологии. Компании же, которые в настоящее время применяют FPGA-технологии для создания аудиопродуктов, такие, как DiGiCo, разглядели потенциал этой технологии еще много лет назад и приняли сознательное решение о работе в этом направлении.

Автор: Алексей Макусов

Секреты высококачественного звука

<div>Информация и технологии играют решающую роль в современном мире. От того, насколько хорошо вы владеете этими ресурсами, зависят результаты дела, которым вы занимаетесь. В этой статье мне хотелось бы рассказать <b>о технологии, в основе которой лежит особый класс микросхем – FPGA.</b></div> <div> <br /> </div> <div>Аббревиатуру FPGA можно расшифровать на русский язык как «Программируемая пользователем вентильная матрица». По сути, это полупроводниковое устройство, которое может быть сконфигурировано производителем или разработчиком после изготовления; отсюда в названии «программируемая пользователем». Разработка FPGA- технологий началась в середине 80-х годов XX века. С тех пор были достигнуты впечатляющие результаты. Современные FPGA-чипы могут быть запрограммированы на выполнение чрезвычайно сложных операций на высоких тактовых частотах. Сигнальные процессоры (DSP) и компьютерные процессоры (CPU) разрабатываются<b> для выполнения всевозможных задач или классов задач</b>, а программы действий для них компилируются из языков высокого уровня. В свою очередь, чипы FPGA в приборах имеют определенную специализацию и программируются в машинном коде, а хорошо написанная программа в машинном коде работает зачастую быстрее, чем скомпилированная из языка высокого уровня.</div> <div> <br /> </div> <div>Чипы FPGA представляет собой набор логических элементов/блоков и связей между ними. Эти логические блоки и связи могут быть запрограммированы на выполнение сложных операций, обращаться к внутренней памяти и даже встроенным микропроцессорам. Такая архитектура роднит чип FPGA со специализированной для решения конкретной задачи интегральной схемой ASIC (Application Specific Integrated Circuit). Чипы ASIC программируются на производстве и выполняют строго ограниченные функции, характерные только для данного устройства, для которого они и предназначены, например, для управления мобильным телефоном. В отличие от ASIC чипы FPGA производятся серийно без предустановленной программы, что существенно снижает их себестоимость и срок производства. У производителей оборудования нет риска остаться без комплектующих. Они сами без особых затрат программируют чипы FPGA для выполнения необходимых им задач, к тому же программы могут изменяться в процессе использования. Подобные особенности <b>делают FPGA-чипы универсальным инструментом, а их применение экономически выгодным.</b></div> <div> <br /> </div> <div>Естественно, спрос на FPGA у производителей различных электронных устройств растет, но эти чипы особенно хорошо подходят именно для обработки аудиосигналов, потому что одни чип FPGA может выполнять те же функции, что и плата с набором DSP.</div> <div>Это достигается благодаря возможности сконфигурировать в FPGA множество сигнальных цепей и достичь необходимой плотности вычислений, существенно снизив время этих вычислений. Именно такая характеристика особенно важна при построении цифрового микшера. Программирование FPGA для выполнения и обеспечения процессов микширования, эквализации, динамической обработки сигналов и т.д. позволяет снизить время прохождения сигналом тракта от входа микшерной системы до ее выхода (задержку) к абсолютному минимуму.</div> <div> <br /> </div> <div>В случаях использования DSP часто встречаются задачи обработки и преобразования аудиосигналов, при которых требуется распределение вычислительных нагрузок между несколькими DSP. В таких ситуациях особого внимания к себе требуют вопросы синхронизации DSP и возникновения джиттеров. Сложность подобных вопросов растет с увеличением количества DSP. В свою очередь, на одном чипе FPGA можно реализовать устройство, обеспечивающее полный тракт обработок и преобразований аудиосигналов с необходимой точностью вычислений (с «плавающей точкой»). При этом у такого устройства только один входной канал сигнала синхронизации. Кроме того, в отличие от систем с математическими алгоритмами, использующими фиксированную точку, система вычислений с «плавающей точкой» более устойчива к возникновению погрешностей округления, <b>что существенно снижает риск возникновения искажений в сигнале при его обработке.</b></div> <div> <br /> </div> <div>Таким образом, технология FPGA обеспечивает производителям цифровых микшерных устройств существенную экономию, возможность сконфигурировать функционал FPGA-чипов оптимальным образом для решения задач многоканального микширования аудиосигналов, включая эквализацию, динамическую обработку сигналов для всех входных каналов и шин микширования. Все это в итоге делает микшерные системы привлекательными для пользователей не только с точки зрения цены, но и с точки зрения качества звука, снижения латентности системы, увеличения общего потенциала системы и способности дальнейшего расширения ее функционала в будущем. Ярким примером успешности применения технологии является микшерная система SD7 английского производителя DiGiCo, в которой отлично «сработались» FPGA-чипы и DSP Tiger Sharc. Она способна обработать 256 каналов с частотой 96 кГц (128 каналов с частотой 192 кГц), имеет эквалайзер и многополосный компрессор в каждом канале, имеет 128 шин микширования, 32 32-полосных эквалайзера, матрицу размерностью 32х32, до 48 встроенных эффекторных алгоритмов и возможность дополнительной установки платы расширения д<b>ля подключения плагинов знаменитой компании Waves.</b></div> <div> <br /> </div> <div>Но если технология FPGA имеет такие преимущества, почему большинство цифровых микшерных систем построено на основе классических DSP? Возможно, главная причина ограниченного распространения FPGA в области аудиотехнологий связано с тем, что в большинстве компаний работают инженеры с достаточно высоким уровнем навыков программирования чипов DSP и CPU, но сравнительно немногие из них имеют навыки программирования FPGA для обработки аудио. Поэтому для большинства компаний время от начала разработки продукта до выпуска на рынок существенно сокращается, если в основе продукта лежит привычный, хорошо себя зарекомендовавший DSP-чип. Но подобная тенденция может в скором времени измениться, т.к. компании-производители FPGA-чипов в настоящее время серьезно заняты продвижением своих технологий в университетах и колледжах, предлагая даже систему поощрений для профессоров и студентов, изучающих и развивающих эти технологии. Компании же, которые в настоящее время применяют FPGA-технологии для создания аудиопродуктов, такие, как DiGiCo,<b> разглядели потенциал этой технологии еще много лет назад</b> и приняли сознательное решение о работе в этом направлении.</div> <div> <br /> </div> <div><i>Автор: Алексей Макусов</i></div>

2016-07-03

Топ Звук
Россия
Московская область
Москва
ул. Ботаническая, дом 3
8 (905) 506-3-506
5
5
1
5
1
Секреты высококачественного звука

Секреты высококачественного звука

Секреты высококачественного звука

<div>Информация и технологии играют решающую роль в современном мире. От того, насколько хорошо вы владеете этими ресурсами, зависят результаты дела, которым вы занимаетесь. В этой статье мне хотелось бы рассказать <b>о технологии, в основе которой лежит особый класс микросхем – FPGA.</b></div> <div> <br /> </div> <div>Аббревиатуру FPGA можно расшифровать на русский язык как «Программируемая пользователем вентильная матрица». По сути, это полупроводниковое устройство, которое может быть сконфигурировано производителем или разработчиком после изготовления; отсюда в названии «программируемая пользователем». Разработка FPGA- технологий началась в середине 80-х годов XX века. С тех пор были достигнуты впечатляющие результаты. Современные FPGA-чипы могут быть запрограммированы на выполнение чрезвычайно сложных операций на высоких тактовых частотах. Сигнальные процессоры (DSP) и компьютерные процессоры (CPU) разрабатываются<b> для выполнения всевозможных задач или классов задач</b>, а программы действий для них компилируются из языков высокого уровня. В свою очередь, чипы FPGA в приборах имеют определенную специализацию и программируются в машинном коде, а хорошо написанная программа в машинном коде работает зачастую быстрее, чем скомпилированная из языка высокого уровня.</div> <div> <br /> </div> <div>Чипы FPGA представляет собой набор логических элементов/блоков и связей между ними. Эти логические блоки и связи могут быть запрограммированы на выполнение сложных операций, обращаться к внутренней памяти и даже встроенным микропроцессорам. Такая архитектура роднит чип FPGA со специализированной для решения конкретной задачи интегральной схемой ASIC (Application Specific Integrated Circuit). Чипы ASIC программируются на производстве и выполняют строго ограниченные функции, характерные только для данного устройства, для которого они и предназначены, например, для управления мобильным телефоном. В отличие от ASIC чипы FPGA производятся серийно без предустановленной программы, что существенно снижает их себестоимость и срок производства. У производителей оборудования нет риска остаться без комплектующих. Они сами без особых затрат программируют чипы FPGA для выполнения необходимых им задач, к тому же программы могут изменяться в процессе использования. Подобные особенности <b>делают FPGA-чипы универсальным инструментом, а их применение экономически выгодным.</b></div> <div> <br /> </div> <div>Естественно, спрос на FPGA у производителей различных электронных устройств растет, но эти чипы особенно хорошо подходят именно для обработки аудиосигналов, потому что одни чип FPGA может выполнять те же функции, что и плата с набором DSP.</div> <div>Это достигается благодаря возможности сконфигурировать в FPGA множество сигнальных цепей и достичь необходимой плотности вычислений, существенно снизив время этих вычислений. Именно такая характеристика особенно важна при построении цифрового микшера. Программирование FPGA для выполнения и обеспечения процессов микширования, эквализации, динамической обработки сигналов и т.д. позволяет снизить время прохождения сигналом тракта от входа микшерной системы до ее выхода (задержку) к абсолютному минимуму.</div> <div> <br /> </div> <div>В случаях использования DSP часто встречаются задачи обработки и преобразования аудиосигналов, при которых требуется распределение вычислительных нагрузок между несколькими DSP. В таких ситуациях особого внимания к себе требуют вопросы синхронизации DSP и возникновения джиттеров. Сложность подобных вопросов растет с увеличением количества DSP. В свою очередь, на одном чипе FPGA можно реализовать устройство, обеспечивающее полный тракт обработок и преобразований аудиосигналов с необходимой точностью вычислений (с «плавающей точкой»). При этом у такого устройства только один входной канал сигнала синхронизации. Кроме того, в отличие от систем с математическими алгоритмами, использующими фиксированную точку, система вычислений с «плавающей точкой» более устойчива к возникновению погрешностей округления, <b>что существенно снижает риск возникновения искажений в сигнале при его обработке.</b></div> <div> <br /> </div> <div>Таким образом, технология FPGA обеспечивает производителям цифровых микшерных устройств существенную экономию, возможность сконфигурировать функционал FPGA-чипов оптимальным образом для решения задач многоканального микширования аудиосигналов, включая эквализацию, динамическую обработку сигналов для всех входных каналов и шин микширования. Все это в итоге делает микшерные системы привлекательными для пользователей не только с точки зрения цены, но и с точки зрения качества звука, снижения латентности системы, увеличения общего потенциала системы и способности дальнейшего расширения ее функционала в будущем. Ярким примером успешности применения технологии является микшерная система SD7 английского производителя DiGiCo, в которой отлично «сработались» FPGA-чипы и DSP Tiger Sharc. Она способна обработать 256 каналов с частотой 96 кГц (128 каналов с частотой 192 кГц), имеет эквалайзер и многополосный компрессор в каждом канале, имеет 128 шин микширования, 32 32-полосных эквалайзера, матрицу размерностью 32х32, до 48 встроенных эффекторных алгоритмов и возможность дополнительной установки платы расширения д<b>ля подключения плагинов знаменитой компании Waves.</b></div> <div> <br /> </div> <div>Но если технология FPGA имеет такие преимущества, почему большинство цифровых микшерных систем построено на основе классических DSP? Возможно, главная причина ограниченного распространения FPGA в области аудиотехнологий связано с тем, что в большинстве компаний работают инженеры с достаточно высоким уровнем навыков программирования чипов DSP и CPU, но сравнительно немногие из них имеют навыки программирования FPGA для обработки аудио. Поэтому для большинства компаний время от начала разработки продукта до выпуска на рынок существенно сокращается, если в основе продукта лежит привычный, хорошо себя зарекомендовавший DSP-чип. Но подобная тенденция может в скором времени измениться, т.к. компании-производители FPGA-чипов в настоящее время серьезно заняты продвижением своих технологий в университетах и колледжах, предлагая даже систему поощрений для профессоров и студентов, изучающих и развивающих эти технологии. Компании же, которые в настоящее время применяют FPGA-технологии для создания аудиопродуктов, такие, как DiGiCo,<b> разглядели потенциал этой технологии еще много лет назад</b> и приняли сознательное решение о работе в этом направлении.</div> <div> <br /> </div> <div><i>Автор: Алексей Макусов</i></div>

Загрузка комментариев...