The Malachite-DSP: A $195 Russian Made Portable Wideband SDR Receiver with Touch Screen

Процессор miniDSP C-DSP 6×8

Местом работы простых устройств был дом, сложных – звукозаписывающая студия. Это, правда, не помешало кое-кому с успехом ставить miniDSP в самодвижущуюся технику. Но всё же… И вот Тони Руже решил покинуть уютный дом (или хорошо оборудованную студию) и разработал процессор miniDSP, прямо и однозначно предназначенный для автомобиля. Так и назвал, C-DSP, где С=CAR, так у них тачки называют. Вот он прибыл, в коробочке. Сейчас нацепим очки посильнее, достанем и поглядим.

Очки не понадобились (пока). Корпус C-DSP не то, чтобы крупный, но не мини – это точно. Нормальный габарит автомобильного процессора, у всех примерно такие же, плюс-минус.

Зная модульную анатомию miniDSP (да и вы можете узнать, уже говорено было, где), мы немедленно предположили, что ушлый француз понаставил в общий корпус имеющиеся модули: собственно процессор, плату питания, адаптер дополнительных входов и прочее. И, гордясь собственной проницательностью, запыхтели с отвёрткой.

Надо верить людям, это иногда экономит время. То, что находится внутри корпуса C-DSP, ничем не напоминает уже виденное в других компонентах miniDSP. Всё собрано на общей плате, включая нормальный импульсный блок питания (слева). Кстати – стабилизированный.

Закручиваем винты обратно и изучаем вещь, как она была задумана. В сборе. Полное имя устройства – C-DSP 6×8, что у miniDSP (и не только) означает число входов и выходов. Входов на первый взгляд получается не шесть. Или больше, или меньше, как считать. На второй – всё сходится. Есть четыре линейных входа RCA и четыре же входа уровня громкоговорителей (что то же самое: либо-либо), плюс ещё один разъём RCA, который (уже заметили, да?) – цифровой коаксиальный, то есть – ещё два входных канала, независимых от аналоговых. Слева – колодка питания, на ней два контакта Remote: вход, действующий как обычно, и выход, где напряжение появляется с 2-секундной задержкой, чтобы усилители включались по окончании всех переходных процессов в процессоре (извините за невольный каламбур, а как ещё сказать?).

Сторона выходов богаче и разнообразнее. Восемь RCA – это как обещано, разъём RJ11 («телефонный») у нас в отрасли традиционно используется для подключения дистанционного управления, здесь эта традиция не нарушена. Слева от разъёма кнопка «Пропади всё пропадом» Reset, ею ни разу пользоваться не пришлось, аппарат не дал для этого повода. А вот справа…

Что справа, дадим покрупнее. Даром, что это mini, разъём USB для соединения с компьютером стоит самый maxi из применяемых сегодня. Кабель в комплект входит, но если бы даже и не входил… Принтер хоть раз на новый меняли? Ну тогда знаете теперь, как распорядиться шнуром от старого. Правее – слот под карту памяти, тоже не мини, а микро. Про неё потом будет отдельно.

На этот раз изготовитель позаботился о средствах крепежа в автомобиле, хотя резиновые ножки на корпусе сохранились. На память о домашних предках, наверное.

Ещё в комплекте оказался вот такой пульт ДУ.

У него оказалось интересное оформление лицевой панели: нумерация пресетов под горизонтальную установку, личный данные – под вертикальную. Вообще-то, ставить надо вот так, это естественно и удобно. С пульта можно регулировать общую громкость, переключать пресеты и приглушать звук (нажатием на энкодер).

Недостающий размер и расположение разъёма для соединения с основным блоком. Он справа, если что (со стороны кнопок). 5-метровый кабель входит в комплект.

Подцепляем к компьютеру, всё срослось быстро и без плясок, на крайняк – процедура подробно описана в PDF –инструкции, даже с живыми ссылками на что где взять, если чего не хватает.

При первом подключении интерфейс предложит загрузить в процессор то, что сейчас в компьютере или сбросить всё к заводским настройкам (это нули повсюду). Если была «детектед» новая версия софта, появится Synchronize and Upgrade.

Экран настройки входов. Их шесть, теперь это совсем очевидно. Для каждого можно установить уровень, заглушить совсем, для каждого же предусмотрен отдельный шестиполосный параметрический эквалайзер. Окошко Master Volume отражает положение регулятора на пульте ДУ, а кнопка Mute глушит всё сразу (как и нажатие на энкодер), но не до нуля, а примерно на 40 дБ, то есть – до совсем тихо.

Каждый вход снабжён движком регулятора уровня (от -72 дБ до +12), индикатором точного текущего уровня (-9 дБ в нашем примере) и измерителем фактического уровня входного сигнала. И так – шесть раз…

Здесь мы навыдумывали разных безумных параметрических фантазий, просто для примера. Реально входной параметрик может быть использован, в частности, для «обратной коррекции» сигнала от штатного головного устройства. При этом в окошке слева вверху можно задать, в каких каналах регулировка будет происходить одновременно. И, что важно: это решение – не навеки: можно потом требуемый канал «отщёлкнуть» от Link Enabled и ввести там индивидуальную подстройку.

По технологии (видите серую полосу с кнопками Input-Routing-Output?) теперь надо приниматься за Routing. По-русски – маршрутизация. Хотя нет, это тоже не совсем по-русски… А как? «Путевание»? Нет уж, пусть будет маршрутизация. С помощью этой матрицы сигнал с любого входа можно направить на любой выход. Если с одного входа на два выхода – раздвоится внутри процессора. Если с двух или более входов на один выход – просуммируется там же.

Теперь (по технологии) – Outputs. Для каждого из восьми – снова свой регулятор уровня, теперь уже – как требует чувствительность следующего звена тракта. Снова свой эквалайзер, плюс кроссовер, плюс блок временных задержек и инвертирования.

Эквалайзер, как и в ранее изученной нами модели 2х4 – абсолютный. То есть невозможного для него нет. Центральная частота каждой полосы ставится от 10 Гц до 20 кГц с точностью до 1 Гц повсюду, никаких ограничений на перекрытие полос и их расположение на частотной оси нет: хотите, чтобы полоса 6 была на 112 Гц, а полоса 4 – на 16348 – воля ваша. Параметры (частота, усиление, добротность) вводятся хоть движками, хоть прямо цифрами в окна, диапазон добротности (ширины полосы) – от 0,5 до 50, потом увидите, как это выглядит. А главное – помимо обычного режима (он здесь назван PEAK), предусмотрена коррекция по типу Low shelf и High shelf: изменения уровня выше или ниже заданной частоты на заданную величину с заданной формой АЧХ. Режим SUB EQ, как оказалось, сужает у выбранной полосы диапазон изменения центральной частоты до 10 – 50 Гц, а добротности – до 0,5 – 3. Это, по мысли разработчика, позволяет проводить регулировку в суббасовом диапазоне более точно.

Пятизвёздочный сервис: в любой момент, наведя курсор на кривую АЧХ, можно узнать частоту и уровень, соответствующие этой точке.

Такое же удобство предусмотрено и в режиме настройщик кроссовера, здесь вам даже напоминают о «линкованных» каналах. Это мы плавно перешли к кроссоверу.

Кроссовер богатый на грани реальности. В всех каналах (индивидуально, попарно, потройно, как захотите) могут работать полосовые фильтры с любыми частотами среза (от 10 до 20000 Гц) с характеристиками Баттерворта, Линквица-Райли и Бесселя с предельной крутизной спада 48 дБ/окт. в ходе настройки фильтров в каком-либо канале бледные линии на дисплее показывают настройку в остальных.

В начальном меню задаётся, в каких единицах предпочтительно задавать временные задержки: в миллисекундах или сантиметрах. Идиотских дюймов французский разработчик, разумеется, на предлагает, пусть Дональд Трамп в дюймах настраивает, ему не привыкать. Но при этом, что бы вы не выбрали вначале, наведя в ходе настройки курсор на окно задержки, вы узнаете, сколько это будет в других, отвергнутых вами, единицах и даже как это можно посчитать самому с помощью карандаша и использованного билета на метро. Силён француз… Минимальное и максимальное время (или расстояние) показаны на скриншоте, шаг – тоже понятно, какой. ): 0,02 мс или же 7 мм.

Вы не могли не заметить четыре кнопки Config с номером. Понятно, что это: пресеты. Настроенные на свой вкус, они могут выбираться отсюда, с компьютера, или с пульта на ходу, их при этом можно хранить и оберегать разными способами. Можно сбросить всё в компьютер, можно – на карту microSD, слот для которой вы уже видели, при этом сохранятся все пресеты. Загрузка с компьютера – строго по одному, в текущий Config, чтобы не затереть добытое непосильным трудом. При работе с SD картой компьютер вообще не нужен: вставляете её в выключенный процессор и включаете его. В ходе пробуждения процессора к жизни всё с карты (поскольку диалог в этом случае затруднён) будет перенесено во все четыре пресета. А если был апгрейд софта – то и это попадёт куда положено.

На пульте ДУ, помимо понятных вещей, нашлась и не совсем понятная. Дырочка под кнопками пресетов. Это, как выяснилось – приёмник сигналов ИК-пульта. Где он и что за Learn такие? Пришлось читать мануал, это унизительно, но чего не сделаешь ради бесценной истины и драгоценных читателей. Оказалось: процессор может работать с пультами некоторых (далеко не всех) производителей, если провести процесс обучения. Светите пультом в дырочку, нажимая на кнопку, которой желаете придать ту или иную функцию и с силой нажимаете курсором на Learn. Процессор запомнит и в дальнейшем будет выполнять приказ. Пульты, пригодные для обучения – Sony, Philips и NEC. У нас таких не нашлось, а от Denon и Yamaha ничему аппарат не научился, как мы ни давили на кнопку мыши. Чтобы не тратить зря времени, поверим Тони на слово, до сих пор он нигде не накосячил.

ЛИЧНЫЙ ОПЫТ

Опыт, по большей части, оказался связан с игрой «кто придумает настройку позаковыристее». Подвластных слуху изменений в сигнал процессор не вносит, мы даже провели специальный опыт: процессорные чипы (или их прошивки) прошлых поколений обладали одной неприятной особенностью: если на низких частотах работал фильтр с большой крутизной, на верхних, далеко-далеко от зоны фильтрации, образовывались слышимые (а иногда и измеряемые) помехи – побочные продукты цифровой обработки. Проверили. Не обнаружили. Вообще, уровень шумов – отменно низкий, полоса – отменно широкая, у матросов нет вопросов. Может, появятся в ходе измерений?

ИЗМЕРЕНИЯ

Помня о невысоком уровне неискажённого выходного сигнала «младшего» процессора линейки – miniDSP 2×4? Проверили, как с этим здесь. Здесь – всё в порядке. Максимальный неискажённый уровень на выходе составляет 2,1 В RMS. Не рекорд, конечно, не 4 и не 8, но достаточно, учитывая, что мало кто будет ставить процессор в бардачок BMW, а оттуда тянуть в багажник восемь межблоков. А у того, кто будет, есть, вероятно, и другие проблемы в жизни. Если всё поставить в «0», а громкость на пульте вывести на максимум, максимальный сигнал на выходе появится при входном, равном ровно 1 В. Если регуляторы входного и выходного блоков выкрутить на максимум (+ 12 дБ), чувствительность станет 65 мВ. В минус предела чувствительности почти нет, во всяком случае 5 В на входе при соответствующей регулировке аппарат пережёвывал без проблем. Во всём рабочем диапазоне уровня входного сигнала искажения на выходе не превысили 0,006%, то есть их, как бы, и нет.

Начнём, как предписано, с эквалайзера. Фантастический диапазон регулировок (как вам пикирующая Останкинская башня при Q=50?), соседние полосы можно помещать как угодно близко, они не будут влиять друг на друга (пример на частотах 1000 и 1300 Гц).

«Полочный» режим эквалайзера, на примере частоты 1 кГц и глубины коррекции 10 дБ. Признаки «перелёта» АЧХ по концам наклонного участка АЧХ появляются при значениях Q > 0,9.

Кроссовер. Несколько из безумного числа вариантов. На частоте 100 Гц включён ФВЧ с характеристикой имени Стивена Баттерворта. Показаны значения крутизны 6 (меньше не бывает) и 48 (а вы больше видели?) дБ/окт., вообще – там есть все восемь значений, через 6 дБ/окт. На 2 кГц в нашем примере мы настроили ФНЧ Линквица-Райли, у него – четыре значения крутизны, потому что по науке такие фильтры бывают только чётных порядков. То есть 12 – 24 – 36 – 48 дБ/окт. Фильтр Бесселя (показан на частоте 400 Гц) – только одной крутизны, канонической и уставной: 12 дБ/окт.

МЁД & ДЁГОТЬ

Меньше всего это произведение похоже на застенчивый дебют в малознакомой области, видно, что предмет гонконгский мусью изучил основательно.

Возможности чипсета и софта для него мы уже оценили на другой модели, здесь они реализованы в той же исчерпывающей мере, но дополнены ещё более удобным и интерфейсом, продуманным сервисом и, главное — функцией маршрутизации сигнала . Помнится, тестируя 2х4, мы сетовали на недостаточный уровень сигнала на выходе, написавши «хоть бы 2 В…» Здесь эти два вольта есть, оба. А двухуровневая схема частотной коррекции (эквалайзеры на входах и на выходах), встреченаня недоумением у 2х4, здесь стала совершенно осмысленной, в контексте маршрутизации и «сведения» входных сигналов, подвергшихся коррекции в штатной системе.

Короче, дёгтя у нас для этой модели не нашлось. Если очень надо – приносите свой, помажем, где скажете…

Цена вопроса: 39990 руб.

У нас в каталоге:

miniDSP C-DSP 6×8

Источник: Журнал «Автозвук»

DSP цифровой конструктор, с четырьмя ЦАП и двумя АЦП и мощным сигнальным ADSP-21489.

Пожалуй отойду ото всех канонов Муси, и скажу, чем этот конструктор по ссылке не является. — Это не плеер. Ни сетевой, ни со флеша, никакой. Если у вас нет желания разбираться с принципами формирования звука, принципами его обработки — он вам не нужен. — Это и не конструктор. Вы не получите examples, у вас не будет helllo world. У вас не будет схемы даже. Не будет ничего. Вообще ничего. Что получите? Плату, кросс плату со стабилизаторами. На ней 6 штук модулей с 2.0 мм разьемами. Четыре модуля ЦАП PCM1798 • 24-Bit Resolution • A/V Receivers • Analog Performance: • DVD Players – Dynamic Range: 123 dB • Musical Instruments – THD+N: 0.0005% Обвязка будет классика. Я рисовал схему с прозвонкой и забил — это просто выдранно из даташитов Техаса. Все грамотно. Косяков нет 2 модуля АЦП 24-Bit Delta-Sigma Stereo A/D Converter • AV Amplifier • High Performance: • MD Player – Dynamic Range: 112 dB (Typical) • Digital VTR • Digital Mixer – SNR: 111 dB (Typical) • Digital Recorder – THD+N: –102 dB (Typical) И снова нет смысла рисовать как сделали — как в даташите Техаса пример — так и сделали. По цифре у вас будет интересная плата Цифровой сигнальный процессор ADSP-21489. 2.5 GFLOPS, (single point), там же STM32F103. Там же SDRAM на 8 мегабайт (4 банка по мегабиту. Загрузочная EEPROM для процессора снизу.

А теперь посмотрим на известную в узких кругах mini-DSP www.minidsp.com/products/minidsp-in-a-box/minidsp-2×4-hd Тот же самый процессор. Я так и нашел сабж, когда хотел купить этот miniDSP. Так вот — смысла установки этого ADSP-21489 в этот коммерческий mini-DSP нет никакого. Я внимательно изучил возможный и текущий потенциал mini-DSP — они не используют и 2 процентов возможностей процессора. Они используют обычные БИХ (с бесконечной импульсной характеристикой, не поняли — забейте, это не шибко важно), оные процессор может посчитать для тысяч таких каналов. Мою задачу — пересчет четырех бинуральных сверток этот процессор не тянет. Это отличный процессор, но с SDRAM он работает медленно, а импульсы целиком в его 5 мбит памяти не влезают. Все возможные варианты я рассмотрел, проверил, пересчитал. Intel Atom справится, сабж — нет. Поскольку я пишу обзоры всегда ради комментариев — слушаю идеи.

Да, что сделал как получил сабж. На STM32 написана прога, оная по USB принимает загрузочный ldr образ от ADI VisualDSP. Перекидывает оный в ADSP. Тот принимает его, и прошивает свою загрузочную флешку. Написаны следы автоматизации — компилятор от ADI прикручен к Visual Studio В трех строках описал труд хоббийный месяца, но поверьте, не все так просто было. Просто когда тебе говорят как надо было или не надо.

— Что потребуется — ваши мозги.

Я решил, что надо либо резать осетра, либо отойти от ADSP21489 в качестве центрального. Осетров резать не приучен с детства, гулять так гулять. Звук будет обрабатывать Atom Z8350 я думаю. Он успевает 4 свертки с ядром 192 кГц делать без вопросов. Поскольку обзор ради поиска единомышленников — пишите все. Умаляю только — не надо «купи готовое». Нет такого готового, или я не знаю. Фоты АЦП и ЦАП. Если честно не шибко интересно. Качественное повторение даташитов. Для изучения DSP я считаю кит шикарен. А кто в курсе цен на такие киты — согласится, что 100 бачей — смех

Я думаю эти платы появились на Али как следствие неудачного проекта carDSP, многое говорит об этом. Так или иначе — с ними все достаточно сложно, возни много, но очень может быть, что кто-то из читателей муси ищет как раз это. Поэтому и написал этот микрообзор, прекрасно понимая, что такая специфика может быть интересна ну хорошо если трем человекам из всей аудитории

UPD — думаю, я ошибся относительно производительности и достаточности сабжа для моей задачи. Ее должно быть более чем достаточно. Просто надо научиться работать с пересылками данных из SDRAM (последовательное чтение и запись очень быстры) во внутреннюю память, обработкой во внутренней, и пересылкой назад. А длинный импульс для свертки можно спокойно разбить на меньшие куски. Буду продолжать.

Модули FMC и DSP

Модульное построение системы сбора и обработки данных оптимизирует разработку, так как позволяет заново проектировать только недостающие элементы изделия, получаемого как сочетание мезонинного модуля, несущего модуля, прошивки ПЛИС и программного обеспечения.

АО «ИнСис» реализует данный подход в рамках технологии ADM. Каждое устройство, построенное на основе этой технологии, представляет собой комбинированный модуль, состоящий из мезонинного модуля (субмодуля) и несущего модуля (базового модуля). На несущем модуле располагается программируемая логическая интегральная схема (ПЛИС), реализующая логическую часть интерфейса, а на мезонине размещаются узлы аналогового или цифрового ввода-вывода.

С 2011 года, наряду с изделиями семейства ADM, АО «ИнСис» производит семейство несущих и мезонинных модулей согласно стандарту ANSI/VITA 57.1-2008 (R2010) FMC (FPGA Mezzanine Cards Base Specification). Изделия семейства FMC успешно развивают основные идеи технологии ADM.

На мезонинных модулях FMC находятся устройства ввода-вывода, такие как АЦП, ЦАП, но нет шинных интерфейсов, подобных PCI. Вместо этого поддерживается возможность непосредственного соединения между интерфейсом ввода-вывода FMC-устройства с микросхемами ПЛИС носителя мезонинных модулей, в том числе и через мультигигабитные трансиверы.

Несущие модули FMC проектируются как модули 6U (3U) для работы в основных промышленных стандартах CompactPCI, VME, VPX, как модули PCI Express для работы в составе персональных компьютеров и как модули 3U для создания встраиваемых устройств обработки и автономных приборов.

Несущие модули FMC, производимые АО «ИнСис», имеют разъемы, выполненные в варианте High Pin Count (HPC), для установки от одного до трех мезонинных модулей FMC.

Подключение мезонина к несущему модулю FMC поддерживает интерфейсная ПЛИС, называемая ПЛИС ADM (аналогично ПЛИС на несущем модуле ADM). Логические узлы внутри ПЛИС ADM также реализуют управление ресурсами несущего модуля, контроллер памяти DDR3, интерфейс c управляющим компьютером – обычно PCI Express.

Выполнение функций цифровой обработки сигналов возможно как внутри ПЛИС ADM, так и с помощью дополнительно размещенных на несущем модуле высокопроизводительных процессоров ЦОС, либо специализированных ПЛИС ЦОС.