Player MP3 Portátil - PowerPoint PPT Presentation

Player MP3 Portátil

• Finalidade do MP3 Player;
• Padrão MP3;
• Sistema Player MP3 portátil;
• Partes do Player;
• Abordagens propostas;
• Projeto SoC;
• Usando um chip dedicado para decodificação;
• Usando um microprocessador DSP;
• Conclusões;
• Fontes.

• Transforma um arquivo de som em formato MP3 para o formato PCM.
• PCM é o sistema usado para reprodução do som.
• O formato MP3 compacta os dados, garantindo uma redução na memória necessária para armazenamento dos arquivos.
• Produzir, no processo, as menores perdas possíveis.
• Baseado no modelo psicoacústico humano para produzir uma compressão de dados com mínimas perdas.

• Problemas com PCM:
• Muitos dados são necessários para codificar um arquivo.
• Ex: Uma gravação de 16 bits, com taxa de amostragem de 48 kHz em stereo consome 192kbytes por segundo de som.
• Uma codificação MP3 pode transformá-lo em até 4kbytes por segundo.

• O MP3 é o layer três na codificação de som do padrão MPEG, definido na ISO11172-3, que prevê também codificação para vídeo.
• Características principais:
• Taxa de Transferência: 32, 40, 48, 56, 64, 80, 96, 112, 128, 160, 192, 224, 256 e 320 kbps.
• Taxa de Amostragem: 32, 48 e 44.1 kHz.
• Modos: Stereo, Joint Stereo, Dual Channel, Single Channel.

• Formato do Frame

• Formato do Frame

• Processo de decodificação:

Bitstream

Sincronização e

Decodificação

MP3

• Formato do Frame

• Processo de decodificação:

Bitstream

Sincronização e

Decodificação

Dequantização

MP3

• Formato do Frame

• Processo de decodificação:

Bitstream

Sincronização e

Decodificação

Dequantização

Mapeamento

Freq => Tempo

PCM

MP3

• Decodificação do Frame
• Frame composto por:
• Header
• Side Information
• Main Data
• Sincronização feita com trilho de 12 1s.
• Side Information contém informações para decodificação

• Dequantização
• Restabelecer os valores originais de atribuição energética de cada faixa de freqüências.
• Equação:

• Mapeamento Frequencia => domínio tempo

• Dequantização, IMDCT e Filtro de Síntese exigem um grande número de cálculos.
• Estimativa, segundo [1]

• Porta de dados
• Memória
• Microprocessador
• Display
• Controles
• Amplificador para fone de ouvido
• Saída de Aúdio
• Alimentação

• Não fixos (CD-R / CD-RW / DVD-R / ZIP Disk / Flash Memory);
• Fixo (IDE Hard Drive / SCSI Hard Drive);
• Via Comunicação (Parallel Port, TCP/IP).

• Em 64 MB de memória => 12 até 13 músicas;
• Memória Flash Interna;
• SmartMedia Card
• Capacidade varia de 2MB até 128MB

• CompactFlash Cards
• Desenvolvida em 1994 pela Sandisk;
• Utiliza um chip de controle, que permite um acréscimo de performance ao sistema;
• Consiste em um pequeno circuito com memória Flash e um chip de controle dedicado;
• Pode operar de 3.3V até 5V;
• Possui uma capacidade que varia de 8MB até 192MB ;

• Projetar um SoC
• Selecionar um chip MP3 decoder;
• Selecionar um microcontrolador DSP para implementar a decodificação MP3

• Seleção de IPs necessários para integração no chip;
• Permite maior flexibilidade, podendo ser adicionada outras funções;
• Desvantagem é o maior tempo de projeto e o custo para desenvolver chip e o sistema;
• Tensilica Inc. fornece um processador core – XTensa - que pode ser configurado para muitas aplicações DSP.

• Core CS6002 MP3, desenvolvido pela Tensilica usando o processador XTensa;
• Características:
• 19,5 MIPS;
• 17,5KBytes ROM para memória de código;
• 15KBytes ROM para tabelas;
• 13.5 Kbytes RAM;
• Input Buffer recomendado de 2048 bytes;
• Output Buffer recomendado de 6912 bytes
• Saída em 16 bits;

• Alguns CIs encontrados:
• STA013 (ST)
• MAS 3507D (Micronas);
• MAS 35x9F (Micronas);
• VS1001 (VLSI Solution);
• STA016T (ST);

Chip Decoder Dedicado (cont)

• MAS 3507D (Micronas):
• CI dedicado para decodificação MP3;
• Processador DSP RISC;
• Alimentação de 1 à 3.6 V;
• Entrada do Bitstream por uma serial assincrona;
• Informações disponíveis em um barramento I2C;
• Sinal de saída do aúdio disponível em um barramento I2S.

• MAS 35x9F (Micronas):
• É um CODEC com conversor AD e DA interno;
• Processador DSP RISC;
• Consumo de potência abaixo de 70mW;
• Amplificador para fone-de-ouvido;
• Informações disponíveis em um barramento I2C;

• Segundo [1], onde foi analisado um projeto MP3 Player com as seguintes especificações:
• Performance: Sample rate acima de 48kHz;
• Fonte: Duas baterias AAA;
• Peso: < 80g;
• Volume: 65 x 90 x 17 mm3;
• Taxa de transferência: 1.5 Mbps;
• Suporte USB;
• Memória expansível: acima de 32 MB;

• Sistema baseado em um microcontrolador DSP
• DSP TMS320VC5409-80, com clock de 80MHz;
• 32 MB de memória;
• 32k x 32 bits RAM;
• 16k x 16 bits ROM;
• PCM1723 D/A;
• TPA102 – Amplificador para fone;
• USB;
• Alimentação - Conversor DC/DC e regulador de tensão;

• Custo aproximado:

• [1] Portable MP3 Player Design – Chui Chung Lin ;
• [2] Texas Instruments - www.dspillage.ti.com;
• [3] Tensilica – www.tensilica.com;
• [4] ISO/IEC 11172-3;