Jak zrealizować zrozumiały dźwięk z ATmega i karty SD w 44kHz?

Thu May 03, 2007 2:56 pm   

Witam!

Trafiło mi się urządzenie które ma prosty cel: powinno gadać. Powinno
gadać jednak dość inteligentnie i zrozumiale. Na tyle inteligentnie że
chciałbym użyć mikrokontrolera który będzie odtwarzał właściwe
komunikaty na podstawie pewnych danych wejściowych. Na tyle zrozumiale
żeby to nie brzmiało jak zapowiedź pociągu na naszych dworcach.

Mogę wziąść dedykowane kostki do gadania, jednak coś mnie podkusiło żeby
jednak spróbować zrobić to zestawem uC + karta SD. Karyty SD mają tak
bandycko niskie ceny że aż się prosi wsadzić jakąs 32MB za 1zł i cieszyć
się jakością 44kHz.

Wyobrażam sobie to tak:

a) jakośc 22kHz lub lepiej 44kHz 8bit. Przetwornik żaden wypasiony
wystarczy zwykła drabinka rezystorów (to w celu łatwiejszego
sterowania). Być może nawet jakieś PWM choć tutaj nie mam doświadczeń
czy się nadaje. Dziek ma być jakośc przynajmniej magnetofonu kasprzak ;)

b) mikrokontroler z rodziny AVR. Nie zależy mi na poborze prądu
(zasilanie z sieci) wiec można wsadzić 20MHz kwarc.

c) Karta SD z jakimś systemem plików. Tu jest problem największy: czy
system plików nie spowoduje dużego narzutu na odczyt z SD - na tyle
dużego że nie wyrobie się z czytaniem 44 tyś próbek na sekundę? Na razie
opcjonalnie zastanawiam się nad romfs ze względu na liniową obsługę i
trywialność. Jednak znacznie wygodniej było by po prostu wrzucić na
kartę pliki w fs w formacie FAT. Czy czytanie FAT nie będzie zbyt dużym
narzutem ?

d) podwójne bufoowanie: niestety mało ramu powoduje że niewiele mogę
poświęcić. Pewnie 256B x 2 będzie maksymalną ilością. Czy to wystarczy
aby zdążyć z obsługą fat ?

Problem w tym że nie miałem do tej pory doświadczenia z sd+fs żeby móc
dyskutować nad oszacowaniem czy to w ogóle możliwe. Jesli ktoś ma
doświadczenia jakieś to prosiłbym o głos. Mi z obliczeń wynika że
powinno dac radę bez najmniejszych problemów nawet dla 44kHz. Wole
jednak w połowie projektu nie weryfikować tego

Thu May 03, 2007 4:08 pm   

olej system plikow
sformatuj karte i wrzuc calego wave po kolei
jesli bedzie to jedyny plik lub jesli bedziesz je nagrywal po kolei, to sie
ustawia jeden za drugim, i mozesz je spokojnie odczytac, pomijajac naglowek
i wyslac na DAC
jesli chodzi o FAT, to jest troche implementacji na sieci, nie sadze zeby
przy tej predkosci odczytu specjalnie obciazaly procesor - odczytujesz i tak
blokami do pamieci, a potem w przerwaniu wysylasz na DACa...Tak wiec z
funkcji FAT korzytasz tylko przy adresowaniu nowego bloku do odczytu.
Mozesz sobie uproscic zadanie i jesli jestes pewien ze pliki byly wrzucane
po kolei to uzyc funkcj iFAT tylko do odnalezienia poczatku zadanego pliku.
W przypadku pamieci o duuzej pojemnosci moze pojawic sie inny problem, a
mianowicie ze od nowosci takowa moze posiadac uskodzone sektory..

Thu May 03, 2007 4:19 pm   

Greg(G.Kasprowicz) wrote:

To jedna z opcji. Komplikuje ona jednak życie przy składaniu komunikatów
głosowych. Chodzi o to, że komunikaty będą tworzone przez usera
końcowego. Najlepsza opcja to wepchanie tam zwyklych plików. Jesli się
na razie nie uda to po prostu podziele kartę na sekcje i napiszę program
narzędziowy jednak to marne rozwiązanie.


To nie problem, ja się boje, że są takie "chwile" w działaniu fs gdzie
potrzeba dośc sporo się napracować aby odczytać nastepny cluster. I może
się nie wyrobić mi procedura, tzn nie dostarczyć danych na czas i będzie
dziura.


No właśnie, to jest krytyczny moment.


Nie przypuszczam żebym przekroczył 32MB.

Thu May 03, 2007 4:49 pm   

Ja mam zamiar zrobić to tak:
MMC, SRAM 64KB, DAC TLC7524CN (DAC+rejestr zatrzaskowy)

Licznik generuje przerwanie 8000 razy na sekundę (więcej mi nie trzeba). Co
przerwanie wysyłam bajt na DAC z tablicy.
Tablica może być cykliczna + zmienna aktualna pozycja + koniec nagrania(by
wiedział gdzie się zatrzymać)
Poza przerwaniem wczytuje słowa po zakończeniu odtwarzania poprzedniego, lub
na bierząco uzupełniam bufor jeśli muzyka ma być ciągła.

W duzym uproszczeniu będzie wyglądać to tak. Dopiero zabieram się do tago,
więc doswiadczeniami nie mam możliwości się jeszcze podzielić.

Pozdrawiam

Thu May 03, 2007 5:27 pm   

przez radio. Szczegóły są tutaj http://www.pitlab.pl/wario.html Można sobie
odsłuchać komunikat.


SPI) są beznadziejne zarówno w obsłudze jak i jakości dźwięku.


podnieść rozdzieczość niż prędkość próbkowania. Mnie wystarczyło 8 bitów, bo
przez radio i tak wiecej nie przejdzie, ale jeżeli zależy Ci na ciut lepszej
jakości to podnieś rozdzieczość do 10, czy łatwiej do 12 bitów a prędkość
próbkowania w okolicach kilkunastu kHz będzie całkowicie wystarczająca.


kontroler.


przyzwoitą jakość.


procent czasu. Zegar to ~16,7MHz czyli obsługa pamięci i przerzucamie przez
bufor (potrzebny gdy zmieniam stronę pamięci) zajmuje ok. 0,25MIPSa.




zdaniem powinno działać z palcem w uchu.

--
Piotrek.
http://www.pitlab.pl

Thu May 03, 2007 8:10 pm   

Piotr "PitLab" Laskowski wrote:

Szczerze mówiąc to już zrobiłem takie dwie zabawki z ISD i szlag mnie
trafia bo brzmi jak zapowiadacz z dworca w nieprzymierzając Kutnie. No i
cena , pojemność i dostępność śmieszna w porównaniu z uC+SD.


Dobierze się eksperymentalnie. Na razie mam założenie 44kHz/8bit. Czy to
sie zmieni zobacze jak potestuje.


Owszem owszem, tylko rozmiar RAM do podwójnego buforowania przydał by
się spory a u mnie jak będzie 2x256B to będzie wypas. W końcu ten
kontroler robi też troche innych rzeczy i nie mogę całego ram na bufor
przeznaczać. W dodatku jesli nie masz filesystemu tylko jakaś własną
organizację to może być szybciej. Ja widze to jako wyjmowalny element
(karta SD) i najlepiej jak by się dało łatwo tam zmieniać komunikaty z
użyciem narzędzi dla blondynek. Obawiam się, że zje mnie obsługa FAT w
momentach wymagajacych jałowej komunikacji z kartą SD na obsługę fs.


No własnie ten FAT. Nawet nie tyle FAT co sama komunikacja na styku
FAT-SD. Nie wiem na ile będzie narzutu na to. Nawet nie mam jak
oszacować bo doświadczeń nie mam.

Thu May 03, 2007 8:12 pm   

Michał wrote:

Hmmm u mnie podobnie kombinuje ale problem jest z wypełnianiem tej
tablicy. Jeśli masz ciągłą strukturę danych w pamięci to nie ma
problemu. Gorzej jak chcesz mieć fs bez defragmentacji gdzie co chwile
trzeba zmieniać adres klastra. Nie wiem na ile w tym miejscu dostanę w
plecy czasowo.

Thu May 03, 2007 9:12 pm   

Sebastian Bialy napisał(a):


a co do DA i atmega - timer0/2 smigajacy przy 20MHz z dzielnikiem/1
przepelnia sie co 20MHZ/256=>78,125kHz, w zupelnosci wystarczy taki
przetwornik, jesli ci 8bitow starczy, a jak nie - to timer1 i
ograniczona rozdzielczosc do 10bit, to bedzie sie przepelniac co
19.5kHz, polowa z tego ~8kHz jako czestotliwosc graniczna - bedzie az
nadto dobra jakosc dzwieku (w audio nawet obciecie do 4kHz nie
zaszkodzi), a z rozdzielczosci 10bit tez juz dzwiek jest bardzo
przyjemny. Wlasnie odciecie pasma tak, by nie bylo niepotrzebnych tsss i
niskich tonow da ci ladna czytelnosc. Dodatkowo - bardzo by bylo dobrze
z jakoscia dzwieku jakbys dodal preemfaze/deemfaze - dzwiek nagral z
podbiciem wysokich czestotliwosci, a przy odtwarzaniu (za
przetwornikiem) dal filtr o nachyleniu takim samym ale w druga strone.
Dzieki temu najwyzsze czestotliwosci nie beda ci latac na 1bicie
rozdzielczosci...

--
| Bartlomiej Kuzniewski
| sibi@drut.org GG:23319 tel +48 696455098 http://drut.org/
| http://www.allegro.pl/show_user_auctions.php?uid=338173

Thu May 03, 2007 9:20 pm   

wystarcza na przełączenie strony. Właśnie kupiłem scalaki z nowszej serii
gdzie piszą coś o ciągłym adresowaniu...


Ja widze to jako wyjmowalny element

Thu May 03, 2007 9:20 pm   

BartekK napisał(a):

Przydala by sie atmega32 z 2KB ramu, bo fat to z 512bajtow conajmniej.
Timer robi za generacje pwm, ale przy przepelnieniu rownoczesnie
generuje przerwanie, w ktorym wartosc pwm jest aktualizowana z
tablicy-bufora audio, i jest inkrementowany nr bajtu w tej tablicy.
Biorac tablice 256bajtow inkrementacja 8bitowej zmiennej-wskaznika do
tej tablicy bedzie prosta i bez koniecznosci if-owania czy juz koniec
itp, zmienna sama sie "zapetli", wiec pare cykli maszynowych na cala
operacje. Gdy sie przepelni - przelaczenie na druga tablice.
W sofcie glownym obsluga fatu i calej reszty i wpisywanie sampli z SD do
drugiej tablicy 256bajtowej. Jak jest pelna - to czekamy i nic nie
robimy
Jak sie pierwsza tablica oprozni, to sie przelaczy soft-w-przerwaniu na
druga i zacznie ja oprozniac, a w tym czasie program glowny napelni
pierwsza.


--
| Bartlomiej Kuzniewski
| sibi@drut.org GG:23319 tel +48 696455098 http://drut.org/
| http://www.allegro.pl/show_user_auctions.php?uid=338173

Thu May 03, 2007 9:24 pm   

Dnia Thu, 03 May 2007 15:56:47 +0200, Sebastian Bialy napisał(a):


Zobacz to:
http://www.mcselec.com/index.php?option=com_content&task=view&id=98&Itemid=57
Skoro dało się w Bascomie wyrobić czasowo z obsługą dysku z FAT32 to w
C/ASM tym bardziej
--
Pozdrawiam Bad Worm badworm[maupa]post{kopek}pl
IET9@WEiA-PG student
GG#2400455 ICQ#320399066
http://photobucket.com/albums/b252/badworm/

Thu May 03, 2007 9:34 pm   

wystarcza na przełączenie strony. Właśnie kupiłem scalaki z nowszej serii
gdzie piszą coś o ciągłym adresowaniu...


Ja stwerdziłem żw wyjmowalny być nie musi a zmiana komunikatów to wgranie
jednego pliku do urządzenia. Czy z tym poradzi sobie blondynka - trudno
powiedzieć. Jeżeli ładnie to oprogramujesz to być może sobie poradzi.
Mój system organizacji danych jest opisany w dokumentacji. W skrócie na
początku jest "spis treści" zawierający adresy sampli a potem ciurkiem
sample jako wav'y okrojone z nagłówka.


scalaki typu data flash w obudowach kartowych. Patrz w Seguro. Kiedyś nawet
kupiłem, ale jeszcze nie miałem okazji przetestować.

ps. przepraszam, poprzedni list wymknął mi się w połowie pisania i nie wiem
czy udało sie go w porę usunąć.

--
Piotrek.
http://www.pitlab.pl

Thu May 03, 2007 9:42 pm   

BartekK wrote:

To najzwyklejsze podwójne buforowanie, nie jeden algorytm tego typu
popełniłem na Amigę to wiem . Martwi mnie czy się w głónej pętli
wyobie z wkładaniem do tablicy próbek.

Thu May 03, 2007 9:44 pm   

Piotr "PitLab" Laskowski wrote:

Hmmm nie bardzo rozumiem, czytasz dane z SD ? Masz system plików ? Bo
bez systemu plików to nie ma problemu.

Thu May 03, 2007 9:49 pm   

Sebastian Bialy napisał(a):

procesora) do kolejnego zapelnienia tablicy drugiej (nie liczac ile
cykli zje to co jest w przerwaniu, ale to bedzie doslownie pare linii
asm, moze z 5-10cykli?), czyli masz z ~65tysiecy cykli procesora dla
siebie nawet z bardzo wolna karta powinno sie udac, potrzebujesz
karmic 256bajtow co okolo 3.2ms - co daje faktyczne bitrate ~80kB/s
(czyli sie zgadza:>)

--
| Bartlomiej Kuzniewski
| sibi@drut.org GG:23319 tel +48 696455098 http://drut.org/
| http://www.allegro.pl/show_user_auctions.php?uid=338173