Как решить, на какой платформе лучше всего осуществлять обработку звука в реальном времени?

При разработке продуктов я делаю все свои алгоритмы в Matlab. Обычно они довольно просты: фильтр БИХ или КИХ, или два, пара БПФ и т. Д. Когда приходит время переместить его во встроенную среду, мне всегда трудно решить, на какой платформе его запускать. Я обычно думаю об этих (широких) платформах:

• Ядро DSP
• FPGA
• микроконтроллер
• РУКА

Какие факторы я должен учитывать при попытке принять это решение?

Если вы придерживаетесь «стандартных алгоритмов», таких как IIR, FIR, radix-2 или 4 FFT (т. Е. Вещи, которые хорошо соответствуют архитектурам DSP без большого потока управления), вы можете попробовать это:

Подсчитайте, сколько «умножить накоплений» вам нужно в секунду во всех ваших алгоритмах.

• <10 миллионов, вы, вероятно, можете получить быстрый микроконтроллер для выполнения работы (или даже медленный, если вы <1M)
• <100M - легкая территория DSP
• <1G, вероятно, будет выполнимой территорией быстрого DSP
• 1G-10G - это то место, где происходит переход между DSP и FPGA
• > 10G - это несколько DSP или FPGA

Насколько я знаю, ARM следует считать архитектурой, а не платформой. Однако вопрос весьма актуален относительно того, какую платформу использовать для обработки сигнала RT (в данном случае аудио).

Вы можете начать задавать следующие вопросы, не в строгом порядке:

• Сколько у меня есть времени для реализации?
• Каковы мои ограничения по мощности?
• Какие математические операции мне нужны? Возможно, вам потребуется параллельное использование большого количества множителей и, следовательно, ограничение вашего выбора.
• Сколько памяти мне нужно? (большинство MCU ограничены)
• [Важно] Какова моя частота работы? Сколько я могу выжать в течение периода выборки, поддерживая низкую рабочую частоту?
• Какие библиотеки доступны для моего выбора реализации?

Я бы начал с рассмотрения алгоритма в первую очередь. Если, например, вам нужно много операций FFT и MAC, вы, вероятно, можете исключить большинство микроконтроллеров и сосредоточиться больше на ядрах DSP. Имейте в виду, что есть MCU со встроенными ядрами DSP.

Еще одним важным фактором будет ваша способность и опыт в области реализации. Большинство людей уклоняются от FPGA, потому что вы должны использовать HDL для реализации. Еще одна причина избегать FPGA - это требования к питанию.

Имея только ту информацию, которую вы предоставляете, вы, вероятно, выбираете ARM (простые IIR и FIR), но следует учитывать и другие факторы, такие как требования к питанию, требования к IO, дополнительные функции, которые вы ожидаете реализовать: сколько времени вы бы сэкономили, если бы это устройство было сетевое подключение и API для изменения параметров DSP в поле?

Рассматривали ли вы возможность расширения своего ассортимента до смартфонов или компактных компьютеров, таких как Beagle Board? Вы можете понять, что обработка сигналов - это лишь малая часть всей проблемы, которую вы решаете.