数字音频处理器
数字音频处理器（DSP）的主要作用
关于这个设备的作用，直接引用百度的解释还是比较权威易懂的
在家用HIFI音响玩家里，大多数人对这个设备是很拒绝的。因为&多只香炉多只鬼&，音源到扬声器之前，设备越复杂，越会影响到音乐的原汁原味儿。
但在车里，如果没有这个设备，反而会离&原汁原味儿&更加遥远。因为家里听音乐我们的环境是这样的：
（赞美我的极简主义画风吧~）
我们离音箱的距离相近，所以能欣赏到立体声效果。当然如果是多声道也是同理。
而在车内，听音环境完全不同了
聆听者离两边的喇叭距离差比较大，因为双耳效应的影响。我们不仅听不到歌手（乐器）的结像，也无法听到正确的声场。因为左边的喇叭声音声压不仅比右边大，而且是先到达耳朵的。所以我们听到的都是演唱者偏左边。因为车型不同和高音表现力不同（有些车甚至没有高音，歌手就只能蹲在左边唱歌了），造成偏左的现象也是千奇百怪的。
这是距离产生的声学问题。
下面我们看看喇叭安装产生的问题：
这是我们常规的喇叭安装方法。至于白色箭头指向的那个间隙，是这样解决的
即便我们解决了喇叭和门板之间的间隙，还有个问题
比较厚的垫圈会在喇叭尾部形成一个管状的通道，这个通道会对200Hz500Hz左右的频段有比较明显的影响。主要表现为中低音会比较浑浊。再加上中低音喇叭的指向性问题，也会产生一些声学缺陷。
数字音频处理器（DSP）就是为了解决这些林林总总的问题。在这个设备刚研发出来的时候，DSP是单独的一个设备，没有功率放大功能，只负责处理音频信号。这样的设备价格一般在4000+ 到万元左右，加上主机、功放、喇叭的价格，加音频处理器的配置都是万元以上了。因为对于大多数车友来讲，原车音箱虽然难听，但我也没打算花那么多钱去升级音响系统呀。这就产生了一个市场需求。从2015年开始，有很多厂家研发出了DSP功放，也就是把DSP和功放做在一起。这样的产品从一千多到万元左右的设备都有，当然质量也是参差不齐的。
下面我们来看看具体是怎么解决车内的声学缺陷的
（我画图就是难看你打我啊~）
从这幅后现代主义极简主义的示意图中我们可以看出各个喇叭离我们聆听位的距离是不同的（因为高频的方向性最强，所以就以高音的位置为准来说明。如果全车做主动分音就无视这个问题）。我们可以通过DSP的这项延时功能来解决问题
还有因为安装条件、喇叭朝向、反射吸收甚至是音源问题引起的频响不平坦的问题，我们可以通过这项功能来解决
这两项基本是DSP的核心功能，当然还有高低通滤波这样的重要功能，但在这篇不重点展开说明。
这也就是为何只要预算允许，我很推荐大家安装这样的设备。
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汽车音响加了dsp功放还要加cd机吗
我有更好的答案
DSP功放和CD机的工作作用不同。DSP功放作用是把信号进行处理并放大驱动喇叭。DSP的作用是调节个频段的效果和虚拟环绕包围效果，DSP是一个相对较有技术含量的东西，所以最好买稍微好一点的，好一点的一般要2000以上，几百那种或许不仅不能起到包围效果，甚至会把声音调得更加乱，而且放大功率也不足。CD机的作用是读取信号，当你选择一个好的CD机，它能把读取到的CD数据和U盘数据通过处理器进行优化处理，从而把声音尽可能的以更高的码率和密度、饱满度输出到功放，再由功放放大进行输出推动喇叭。
这个要看你现在装的是什么系统，如果现在已经装了三五万的话可以可以加装个好一些的主机如果是一万内的系统，换一个好一些的主机虽然有改善，但是整体性价比就没有那么高了，一个好一些的主机都要赶上你这套系统了，所以就不建议换了。当然有些车子的原车主机确实挺垃圾的，如果感觉是主机问题，可以考虑换个一般些的主机就可以了。
DSP功放是音频处理器和功放的合体，既有DSP的调音功能，也有功放的功率放大功能。很多DSP功放都支持外接音源，也就是除了接车机之外还有其他音源输入功能。这样做的其中一个目的就是解决车机声音不好，可以外接其他音源来保证音源的音质。
如果你原车车机声音很差，那就看下你的DSP功放是否能方便的外接其他音源，比如手机或者其他播放器。
如果不能，那也可以考虑加CD机。不过，现在的车型上基本都没法无损加装CD，基本都需要倒模。如果想无损升级音源，可以考虑下歌航的云主机这类的无损安装的主机。
这个您就随意了，DSP是音频处理加放大，加CD也是为了突出DSP的音质效果。【汽车有问题，问汽车大师。4S店专业技师，10分钟解决。】
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DSP和CD机是两个东西，目前比较好的音源还是CD碟片
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现在是导航+DSP，感觉导航的声音还是太一般了，想再加一个阿尔派的CD，有必要吗？而且我的DSP好像只有一种输入方式，见图。请各位老师不吝赐教！
& & 问题来源于&网友asd胡彬的提问：已经有DSP了，有没有必要再加一个CD。
& & 内容如下：现在是导航+DSP，感觉导航的声音还是太一般了，想再加一个的CD，有必要吗？而且我的DSP好像只有一种输入方式，见图。请各位老师不吝赐教！
& & 网友鹏润美声的解答：车载音响系统音质的好坏首先取决于主机的解析力，而不是数字或者模拟信号处理，单一一个DSP数字处理并不能改善音质，而只能通过数字处理改善声场。而且，您的DSP并没有对音频信号进行前级处理，对音质没有任何好处。因此，你的DSP并没有改善音质，甚至从单纯的音质意义上来讲，会使音质表现更差。好的声音对主机要求极高，如果您追求好的声音，那么应该毫不犹豫，舍弃所谓的DSP，更换或者增加一台专业点的CD吧。
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基于DSP控制的音频解码系统设计
[导读]摘要：文中以TI公司的C5000系列通用型DSP芯片TMS320VC5509为核心，完成音频解码系统硬件平台的设计与实现，并研究MP3的解码算法以及其在该硬件平台上的实现。整个系统的硬件平台包括DSP核心模块、FLASH存储器、音频C
摘要：文中以TI公司的C5000系列通用型DSP芯片TMS320VC5509为核心，完成音频解码系统硬件平台的设计与实现，并研究MP3的解码算法以及其在该硬件平台上的实现。整个系统的硬件平台包括DSP核心模块、FLASH存储器、音频CODEC，电源等模块。该系统通过USB接口与计算机通信，下载MP3格式的数据流，并将其存储在Flash中，然后由DSP读取FLash中的MP3数据流，完成解码工作，并通过CODEC播放。同时可以对DSP进行其他解码算法的软件编程，实现多种数据流格式的音频编、解码，具有很强的软件升级灵活性，还解决了低功耗的问题。本文引用地址:
关键词：MPEG;音频解码;DSP;低功耗
MPEG(活动图像专家小组)是ISO/IEC组织的一个工作小组，负责制订有关活动图像、音频及其组合的压缩和解压缩处理等方面的技术标准。MPEG-1
Layer3(即MP3)是MPEG-1国际音频标准(ISO/IEC
11172)中的第三层编、解码算法，它具有压缩比高、声音还原质量好、算法复杂度适中等优点，采用这种标准制作的MP3格式的音乐在数字音频的存储、互联网上的多媒体音频传输等领域得到了广泛应用。
目前基于专用芯片的音频编解码方案软件升级灵活性不高，基于DSP的音频编解码方案又多基于C54x平台，而解决低功耗的技术方法是值得研究的问题。
基于上述背景，文中提出了基于DSP的音频解码系统的研究与实现这一解决方案。本课题的主要目的是：以TI公司的C5000系列通用型DSP芯片TMS320VC5509为核心，完成系统硬件平台的设计以及MP3的解码算法在该硬件平台上的实现。整个系统的硬件平台包括DSP核心模块、FLA
SH存储器、音频CODEC，电源等模块。该系统通过USB接口与计算机通信，下载MP3格式的数据流，并将其存储在Flash中，然后由DSP读取Flash中的MP3数据流，完成解码工作，并通过CODEC播放。同时可以对DSP进行其他解码算法的软件编程，实现多种数据流格式的音频解码，具有很强的软件升级灵活性，还解决了低功耗的问题。
1 硬件平台的总体设计
目前业界对MP3解码系统的解决办法有两个方案：一是使用将解码算法固化到集成电路中去的专用芯片，这些芯片将一些片外资源集成到芯片内部，可以简化MP3解码系统实现所需的片外电路，便于整个系统的开发，但由于其算法固化到芯片内部，不能通过软件升级，而且此类芯片普遍价格偏高。另外一个方案，就是使用通用的DSP来实现MP3解码系统，这种解决方案对设计人员的软硬件技能提出了很高的要求，不过其有很好的升级特性，而且可以更方便的改进和优化解码算法，从而得到更好的音质回放效果，并且和第一种解决方案一样，其功耗比较低。
综合各方面的优劣条件，我们选择了第二种解决方案，即基于通用DSP芯片来实现整个解码系统的硬件平台。其硬件系统实现框图如图1所示。
这个框图大致的画出了解码系统的基本组成部分。在图中，我们采用了512
k的串行EEPROM芯片用于实现bootloader，用CF卡存储MP3音乐及解码程序。核心的处理器采用了TI公司的TMS320VC5509
DSP芯片，考虑到其内部的RAM容量有256 kB，而我们的程序大小为80 kB，因此我们在此设计中没有外扩RAM。
整个硬件平台的工作流程如下：首先通过USB接口，从PC机中复制MP3音乐，拷贝在大容量CF卡中。然后DSP读取CF卡的MP3数据进行解码，还原出PCM信号，再通过DSP的多通道带缓冲串口(McBSP)传送给音频CODEC芯片，最终播放出MP3音乐。
1.1 硬件平台的具体实现
1.1.1 核心DSP芯片介绍
本方案采用的TMS320C55x系列是TI公司推出的继C5000系列C5x、C54x后的新型产品。它采用了增强型的哈佛结构，具有专门的硬件乘法器，使用流水线操作，提供特殊的DSP指令，可用来快速地实现各种数字信号处理算法。为方便实际中的应用，C55X系列DSP具有各自不同的硬件结构，如在片存储器和片上外设等，可根据性价比和不同的应用场合灵活选用。由于采用了高度并行硬件结构、模块化设计，使得C55X系列DSP具有功耗低、速度快等优点。主要用在音频压缩、无线通讯等领域。
与5000系列其他芯片相比，TMS320VC5509以其独有高性能低功耗和低价格特性，使得一推出就受到业内用户的欢迎。
1.1.2 与计算机的接口设计
与计算机的接口设计使用的是当今十分流行的USB接口，实现从计算机下载数据，5509自带的USB接口完全符合USB2.0全速接口标准，可与任何外部微控制器实现高速并行接口(12M比特/秒)。
1.1.3 存储器设计
CF卡被用来存储音乐和数据文件，它通过DSP的外部存储器接口(EMIF)与DSP相连，它丁作在True&IDE模式和3.3
V的电压下。我们可以根据系统需要选择任意容量的CF卡。选用Microchip Tethnology公司的64 kB的EEPROM
24LC512存放的是启动程序，每当上电时，即将CF卡中的程序调入内存运行。
24LC512与DSP的接口采用I2C总线通信。I2C(Inter&Integrated
Circuit)总线是一种由PHILIPS公司开发的两线式串行总线，用于连接微控制器及其外围设备。I2C总线是由数据线SDA和时钟线SCL构成的串行总线，可发送和接收数据。存CPU与被控IC之间、IC与IC之间进行双向传送，最高传送速率100
kbps。各种被控制电路均并联在这条总线上，但就像电话机一样只有拨通各自的号码才能工作，所以每个电路和模块都有唯一的地址，在信息的传输过程中，I2C总线上并接的每一模块电路既是主控器(或被控器)，又是发送器(或接收器)，这取决于它所要完成的功能。CPU发出的控制信号分为地址码和控制量两部分，地址码用来选址，即接通需要控制的电路，确定控制的种类;控制量决定该调整的类别(如音量等)及需要调整的量。这样，各控制电路虽然挂在同一条总线上，却彼此独立，互不相关。其时序图如图4所示。
1.1.4 音频解码接口设计
音频CODEC芯片采用的是TI公司的TLV320AIC23。它的主要作用是将DSP解码后的PCM音频流通过D/A变换，转换成模拟声音信号进行播放。
TLV320AIC23 DSP
Codec是公司2001年推出的高性能单片立体声编码解码器，数据转换字长16/20/24/32可选，工作电压与TMS320C55xDSP的核心和I/O电乐兼容，可实现与C55x
DSP串行口的无缝连接，功耗很低，带有的I2C和SPI总线兼容控制接口能使AIC23编码译码器与其他微处理器共同使用。
其主要特点如下：
1)高性能立体声编码解码器：支持8～96 kHz采样频率，90DB ADC，100DB DAC转换信噪比，1.42～3.6
V内核数字供电电压，2.7～3.6 V模拟供电电压均与C55x DSP兼容。
2)可编程多种串行口数据传输标准：支持I2C和SPI串口数据传输模式，均可以与C55x DSP的McBSP口兼容。
3)内置放大的立体声输入输出(增益可调节)，耳机放大模块输出((30mW)。
4)低功耗电源管理：录音重放模式下19 mW，备用状态小于150 uW，停止状态小于15 uW。
音频CODEC与DSP的硬件接口电路如图5所示。
由上图我们可以看出，DSP
VC5509与AIC23的接口可分成两部分：控制接口部分(MeBSP1)和音频数据接口部分(MeBSP0)。其中DSP的McBSP1口完成AIC23的控制部分功能，此控制口配置为常用的SPI接口模式;而McBSP0口完成音频数据的传输功能，此数据口配置为DSP格式。
AIC23的数字音频接口支持4种数据格式：Right&JLeft&JI2S格式;DSP格式。控制接口的SPI模式时序以及数字音频接口的DSP模式时序分别如图6和图7所示。
1.1.5 电源模块设计
在电源模块中，我们选用了TI公司的三款芯片，分别是TPS61103，TPS60500，TPS73601。其中TPS61103用于将电池输入的1到3
V电压转换为固定的3.3 V，它为DSP的I/O及其他外设供电。TPS60500用于将3.3 V转换为DSP需要的内核电压1.6
V。此系统当通过USB接口与计算机相连时，就可以通过适当的跳线设置不用接电池，TPS73601用于将USB接口提供的5V电压转换为3.3V。
2 软件研究及算法实现
2.1 文件系统的实现
由于实现了FAT32文件系统，因此当此系统通过USB连接到PC机时，在Windows操作系统下将看到它作为一个独立的存储器出现，可是通过复制粘贴操作将音乐文件拷贝到CF卡上。
2.2 MP3解码算法的实现
本方案进行软件的开发平台是TI公司的C5000系列的集成开发环境Code Composer Studio
2.0。考虑到MP3解码软件的复杂度和可读性，整个解码软件采用DSP的C语言编写。DSP的C语言具有与标准ANSI
C语言相同的语法特点，同时还和DSP硬件相结合，能够直接控制DSP的在片或外围设备资源。随着数字信号处理技术的不断发展，DSP的C语言编译器的编译效率也越来越高，5000系列的C语言编译器效率能达到
60%～70%，C6x系列的编译器效率高达80%。因此采用C语言来对DSP进行编程是必然的趋势。
本方案在LIBMAD的基础上对软件进行设计。MAD(LIBMAD)是一个开源的高精度MPEG音频解码库，支持MPEG-1(Laver I，Laver
III)。LIBMAD提供24-hit的PCM输出，完全是定点计算，非常适合在没有浮点支持的平台上使用。使用LIBMAD提供的一系列API，就可以非常简单地实现MP3数据解码工作。在LIBMAD的源代码文件目录下的mad.h文件中，可以看到绝大部分该库的数据结构和API等。
MP3解码算法虽然复杂，但是整个解码过程分成各个模块进行，各个模块之间相对比较独立。在整个解码软件的设计过程中，对各个模块采用子函数，各个模块之间的联系就表现为函数的参数传递。整个解码软件由一个主函数控制，调度各个模块的有序运行。
解码软件的程序流程如图9所示。从图中我们可以看到对输入音频流解码先经过帧同步，读入同步头的信息，得到该MP3码流的采样频率、码流速率等参数，并记录现在所解码的MP3码流的帧数。然后获得粒度信息、主信息及定标因子，根据同步头中所得的MP3码流的压缩类型来读取信息，获得对应于各自颗粒中的各自通道的相关参数。
然后对一帧中的两个颗粒进行解码，首先是从比特流中获取每个颗粒对应的定标因子，并对每个颗粒下的数据进行哈夫曼解码，这个哈夫曼解码过程需要32个哈夫曼码表之一来进行解码，可以根据边带信息中含有每个颗粒选择码表的信息来进行选择。经过哈夫曼解码的数据，接下来要经过反量化取样，在这步中，各个子带的数据根据所使用窗的类型，利用在边带信息中获得的参数反量化。接下来就是重排序和立体声处理模块，在这个模块中根据MP3码流所采用的压缩类型来进行相应的处理。
这样当处理完一个颗粒中所有通道的数据后，就可以把这一颗粒已解码好的数据输出到输出缓冲区中，当把下一颗粒的数据解码完毕并输出后，这样一帧数据就解码完成。这帧数据就可以输入到D/A部分进行播放，并将输出缓冲区清空，等待下一帧的解码数据的输入。解码程序一直到在比特流中再也找不到一帧的同步头时，就完成了这一音频流的解码。
MP3解码算法比较复杂，并且市面上大部分便携式MP3播放器都采用的是硬件解码器，也就是采用专门的音频解码芯片来实现的，然而随着数字信号处理技术的飞速发展，使得采用通用数字信号处理器(DSP)实现这一解码算法成为可能，而且存性价比、低功耗和软件升级灵活性上都优于采用硬件解码方案的mp3播放器，成为未来MP3市场的发展方向。
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