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2022年10月11日 イイね!

DSP半導体(チップ)教えてください

いやはや、色々お騒がせしております。
前ブログ「DSP教えてください」というのはDSP半導体(チップ)のことだったのです。
機器のDSPにしろ、ナビオーディオにしろ、また私のCDデッキにしろ、皆んな
このDSPという半導体チップが入っていると思います。
これらのものの主な機能で以下のものがあります。
①トーンコントロール
②イコライジング
③デジタルネットワーク
④タイムアライメント
などなど
そこで、これらの機能はそもそもこの半導体の中に組み込まれているのではないかと想像した訳です。
DSP半導体としては次のもの(アナログデバイス社SHARK)があります。実際は世の中多数あると思います。
https://www.analog.com/jp/product-category/sharc-audio-processors-socs.html

推定ですが、このDSP半導体チップは単に音声処理に特化した単なるマイクロプロセッサ(コンピューター)であるようです。大きな数値を取り扱うため浮動小数点機能が充実しているのが特徴です。普通我々が使っているマイコンは文字列情報が処理対象。
そこで、上記のDSPとしての機能はプログラミング(つまりソフトウェア、含むファームウェア?)として実現しているのではないかと。
通常、マイコンメーカー(この場合アナログデバイス社)はひな形のプログラミング(ソフトウェア)を持っており、このDSP半導体チップを使ってオーディオ機器を組み立てるメーカーはそれを参考にして作るということだと思います。

さらなる情報があれば教えてください。

早速tomiiさんより貴重な情報いただきましたので掲載させていただきます。
内容が専門的かつ高度ですが、これでかなりモヤモヤなところが分かってきました。この情報により上の私の推定、一部修正が出てきます。ご容赦ください。

DSPの機能は、①~④まで、主にI2S通信規格のデジタルオーディオの入出力でデジタル処理を行っています。

基本、アナログ回路は付いて無いですし、プレーヤーの機能、USBオーディオの機能もありません。

①~④までなら精度(音質)は別として、ヘッドユニットから、ナビ、外部DSPまで、分け隔てなく機能は付いているかと。

①~③はIIRフィルター演算、④はDSP内のメモリに音楽データをため、設定値分の遅延を発生することでタイミングを合わせます。

あとDSPのついた機器は、必ずDSPのデジタル入力段の前にサンプリングレートコンバータが付きます。例外はありません。DSPのグレードで精度が変わります。高精度なサンプリングコンバータの外付も可能。サンプリングレートコンバータ部の性能は、歪率やSNへの影響が大きいです。
DSPの種類
高級DSP ADのSharc    ADSP21489など 浮動小数点演算
中級DSP ADのSigma DSP  ADAU14xxなど 固定小数点演算
廉価DSP ヘッドユニット内臓 固定小数点演算
簡易DSP ソフト処理でナビ内臓。SOC。アンドロイド。AK7738などの簡易DSPタイプの併用もあり。

演算精度
 浮動小数点演算>固定小数点演算
①~③の演算エラーは演算精度で決まります。高級DSPのほうがより精度が高いです。

際物としては、高級DSP ADのSharcは、FIRフィルターを使えるのでインパルス応答特性を任意に変化させられるので、音量と位相を別々に修正可能です。


以上


Posted at 2022/10/11 21:39:23 | コメント(1) | トラックバック(0) | 日記
2022年10月11日 イイね!

DSP教えてください

グランツさんとのやり取りでDSPという言葉が出てきました。
デジタルシグナルプロセッサーですね。
それがあることは知っていましたが、いまいち理解が足りません。
Wikiで見ましたが、難しすぎて分かりません(笑
Wikiより

https://commons.wikimedia.org/wiki/File:DSP_block_diagram.svg#/media/ファイル:DSP_block_diagram.svg

この図の「Digital Signal Processing」と書かれた部分でしょう。
ここは半導体チップになっていますが、その役割はどの程度のものなのでしょうか。
例えば具体的にいわゆる操作パネルで操作ができる以下のもの
①トーンコントロール
②イコライジング
③デジタルネットワーク
④タイムアライメント
などなど
左右音量のバランスはアナログに変換した後、アンプの機能でしょうね。
これらの主要な機能が全部、納められているということなんでしょうか。
これは、デジタルオーディオ設計者、楽でいいですね。
尚、この図で行くと、DACチップは別のようですね。
推定ですが、このDACチップにCD用とUSB用があるのですかね。
それで音が違う?
識者、よろしくお願いします。

おまけ(私の誤解もあるかもしれません、あったらご指摘ください)
①よく言う24Bit96khzというBitとkhzについて
・Bitは小さい音量のものをどこまで記録できるかという能力を示す
・khzは高い周波数(例えば可聴上限を超える40kとかの周波数のもの)の音の記録能力を示す
ということで、Bit深度はあたかも解像度と関係のあるようなハイレゾの説明でなされているのを多く見受けられますが、解像度とは関係がなく小さい音の記録能力ということらしいです。

②ダイナミックレンジ(音圧幅?、ダイナミックと言うとわかりずらいですが、アナログで言っていたSN比に相当するとのことです)について
Bit深度がこれにあたりますが、以下です。
・CD(16Bit) →96db(音圧幅)
・ハイレゾ(24Bit)→144db(音圧幅)
・ハイレゾ(32Bit)→192db(音圧幅)
・人間 →120db(音圧幅)
ところで、CDとハイレゾ(24Bit)スペック的に大分差があるようにみえますが、これ小さい音の差ということで見ると、ハイレゾ機器最大ボリュームでスピーカーの前に耳を当ててやっと聞こえるくらい、まあCDは聞こえませんが、そういう差らしいです。

③フォーマット(記録形式)と記録時間の関係
フォーマットがいわゆる非圧縮(CD-DAなど)のものは、記録時間は記録するものと比例する。
一方圧縮(MP3など)は、その圧縮度によって記録時間が変ってくる。(でいいですかね)

以上

Posted at 2022/10/11 10:17:30 | コメント(14) | トラックバック(0) | 日記

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それでも,10万超え、4本。
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