DSP对音频设计有什么作用?

工程师飞燕 发表于 2018-10-14 09:17:49 收藏 已收藏
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DSP对音频设计有什么作用?

工程师飞燕 发表于 2018-10-14 09:17:49

为什么DSP对音频设计至关重要? 

想象通过时光机器旅行140年,聆听无源留声机到最新16通道音频视频接收机(AVR),结果会非常惊人。这也可能有点孤立。在19世纪,当留声机在乡村和城镇里播放时,邻居们聚集在一起聆听和欣赏音乐。而说到聆听16通道AVR,我是客厅里的唯一听众。除了社会转型之外,动态范围和保真度也发生了重大变化,通道数量增加,当然还有噪音水平降低。更高分辨率和更高精度的处理能力是促成这种转变的主要因素之一。

DSP对音频设计有什么作用?

ADI公司在80年代中期推出集成数字信号处理器,它们是16位定点处理器。这些处理器采用哈佛架构,效率非常高。使用此类处理器的第一批音频产品是具有双声道解码和后处理能力的播放器。在这些处理器上运行的双通道解码器确实使用双精度数学运算,并输出24位音频。作为一名软件爱好者,可能因为我是信号处理的新手,我过去花费了大量时间调整这些定点处理器,并从滤波器中获得所需的特性。主要问题是抽取和截断误差,而唯一解决方案就是一次次试错来调整滤波器系数,十分艰辛。后来,有些仿真软件包确实能为定点处理器生成系数,但并未完全消除手动调整过程。

浮点数字信号处理器堪称福音,带来了多种优势,包括更好的动态范围、更高的分辨率和更低的噪声。很快,专业音频行业意识到了这些优势,并将其用于高端演播室设备,每片板上有多个处理器。然后,电影院设备的音频解码器就运行在这些DSP上。正如人们预料的那样,它们也被用到AV接收机进行解码和后处理,将剧院体验带到人们的起居室。

这些处理器的优秀工具链为编写C/C++代码提供了帮助,并且还使用一些高度优化的库来实现FIR、IIR、FFT/IFFT等。使用C语言进行编程缩短了上市时间,并且可跨处理器移植,而无需具备关于处理器架构和潜在特性的深入知识。例如,IP持有者可以发布解码器的多个版本来纠正错误或加以改进,以及通过一些变更来提供新的C/C++代码。高效的处理器编译器可以为处理器创建新的库,与使用汇编语言相比,完成相同任务所需的工作量和时间更少。

以上只是对百多年来技术进步的鸟瞰。

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