AlexMod Builds

Сборка AlexMod c RockBox v 3.10

andreyk72 — Fri, 20 Jan 2012 12:14:56 GMT

По просьбам трудящихся собрал версию на базе RockBox v3.10. Версия доступна для скачивания в каталоге файлов.

Версия базируется на патче батарейки v1.3 без патча Samplerate.

Изменения:

- Добавлен логотип AlexMod в стартап баннер
- По просьбе любителей таскать с собой чемодан аккумуляторов, максимальная емкость батареи, которую можно выставить через меню увеличена до 9000 ма/ч.
- Для версии iRiver минимальные уровни напряжения и кривые разряда батареи возвращены до стандартных величин. Они там и так достаточно низки.

Традиционно сборка не включает в себя дополнительных тем. У меня по какой-то причине стандартная тема АлексМод на этой сборке не пошла.

К вопросу о Hi-Res (24/96, 24/192 etc)

andreyk72 — Sat, 15 Oct 2011 17:21:00 GMT

Здесь приведу свои высказывания из форума aleXmod software builds по поводу возможности поддержки аудио высокого разрешения на архитектуре Coldfire и в iAudio X5 (с aleXmod) в частности. Высказывания скорректированы в связи с моим текушим пониманием проблемы.

$CUT$

Разрядность в текущей схемотехнике может быть только 16 бит. Это связано с тем что используется связка IIS c DMA (процессор не учавствует в передаче) а DMA там 32-битное, тоесть может послать толко два 16-битных слова (левый/правый) за раз. Есть теоретическая возможность использовать IIS напрямую без DMA. Тогда мы получим 20битный поток (ограничение модуля IIS Coldfire). Это потянет за собой перевешивание кодека на другой IIS порт (читай перепаивание проводов) - текущий используется только в связке с DMA и соответственно 16-битный, и написание довольно нетривиального драйвера для менеджмента двух FIFO левого и правого каналов.
Далее по поводу высоких семплрейтов. Я имею ввиду полноценную поддержку (оговорка 16 бит) аудио в профессиональном формате 24бит/96 кгц (LP рипы итд). Здесь тоже не все так радужно.

во первых есть ограничение по максимальной частоте. Сейчас в устройстве установлен кварц 11.2896 мГц и есть возможность использовать его без деления как мастерклок для ЦАПа (сейчас именно так и сделано). Только вот ЦАП сможет "поднять" на такой частоте максимум 88.2 кгц (режим 128Fs).*
во вторых использовать ЦАП в нативном режиме не получится. Это требует наличия "плавной" регулировки частоты мастерклока что в текущей архитектуре невозможно да и в других сомнительно. Есть возможность прыгать по "кратным" частотам. Так как от 44100 мы никуда не уйдем, получается линейка (44100, 88200, 176400**).

* - есть теоретическая возможность поставить другой кварцевый резонатор

** - при условии что X5 успешно заведется от кварца 22.5792 мГц. Также есть серьезные сомнения что текущая архитектура потянет поток 176400 - у нас есть некоторые проблемы с 88200, и это учитывая то что кодеки работают на 44100, обрабатывая при этом в два раза меньше данных.

Думаю что с подобными ограничениями нет особого смысла разгонять X5 до 176400 - если уж и нужен Hi-Res следует искать плеер который его нативно поддерживает, а уж потом попытаться его улучшить/доработать если необходимо.

Ресемплинг - моделирование

andreyk72 — Fri, 23 Sep 2011 17:27:14 GMT

Чтобы так сказать расставить точки над и решил смоделировать два подхода к ресемплингу (линейная интерполяция и заполнение новых отсчетов нулями) и сравнить как они влияют на частотный спектр сигнала.

Для минимизации времени вычислений взял исходный сигнал в частотном диапазоне - 0 - 1024 Гц при частоте семплирования 2048 Гц - это рабочий диапазон частот. Использовался вектор в 2048 отсчетов. Разрешающая способность частотного спектра при этом получается 1 Гц. Соответсвенно ресемплинг делал в 4096 Гц.

Для того чтобы оценить как оба метода модифицируют частотный спектр использовал два сигнала -

Вариант А - Набор из четырех синусоид разной фазы и амплитуды
Вариант Б - Белый шум, ограниченный только сегментом частот 0-1024 Гц - чтобы не нарушать теорему Шенона.

$CUT$

Исходный сигнал синтезировал из предварительно созданного частотного спектра. Для варианта а) все значения частот, кроме заданных равны нулю, для варианта б) все амплитудные значения имеют одну величину, при этом значения фазы заполнялось случайно в диапазоне от -Пи до +Пи. Далее к полученному спектру применялось обратное преобразование Фурье, на выходе соответственно имеем зависимость амплитуды от времени.

Далее обработка состояла из шагов:

Ресемплинг исходного сигнала с линейной интерполяцией и с заполнением новых отсчетов нулями
Для полученных сигналов и для исходного сигнала вычислялся частотный спектр путем прямого преобразования Фурье
Делалось вычитание спектра полученных сигналов из исходного, полученная разность спектров выводилась на график

Вычитание спектров означает что из амплитудного значения каждой частоты ресемпленного сигнала вычиталось амплитудное значение той же частоты исходного сигнала.

Также нужно понимать что ресемпленный сигнал имеет спектр в два раза шире базового, тоесть потенциально может содержать частоты до 2048 Гц в моем случае. Соответственно вычитание производится только в той области ресемпленого спектра где есть общие частоты. область 1025-2048 Гц модифицированного сигнала показана без изменений.

Результат показан на графиках ниже.

Вариант A:

Я увеличил частоту 950 Гц для сравнения:

Здесь видно, что:

В диапазоне 1025-2048 Гц:

Линейная интерполяция - зеркальное отражение спектра относительно 1024 Гц с затуханием амплитуды по мере удаления от оси симметрии
Заполнение нулями - зеракльное отражетие спектра относительно 1024 Гц без затухания

В диапазоне 0-1024 Гц :

Линейная интерполяция - исходный пик частоты как-бы размывается - становится шире в основании и меньше по амплитуде. Конечно-же увеличение ширины пика говорит о появлении новых частот, которых в исходном сигнале нет.
Заполение нулями - спектр идентичен исходному
Чем выше частота тем более значительно "размытие" спектра

Теперь покажу как меняется спектр в случае белого шума, сигнал Б):

Вот. Теперь факты

Линейная интерполяция при ресемплинге приводит к искажению спектра исходного сигнала в рабочем диапазоне частот, при этом при увеличении частоты амплитуда спектра спадает
Заполнение нулями при ресемплинге не модифицирует рабочий диапазон частот, при этом в "верхнем" диапазоне 1025-2048 Гц имеем спектр большой плотности (площадь под кривой).

Выводы

Линейную интерполяцию (как и любую другую) делать нельзя. Она искажает спектр рабочего диапазона частот, подобные искажения нельзя исправить применением фильтров. Да и вообще не вижу способа как это можно исправить.
Заполнение нулями не приводит к изменениям в рабочем диапазоне. Это хорошая новость. Плохая новость в том что сразу за рабочим диапазоном вырисовывается жесткий спектр который нужно как-то фильтровать.

Следующий шаг - проектирование фильтра и проверка его на модели.

Ресемплинг

andreyk72 — Mon, 19 Sep 2011 08:54:53 GMT

Наткнулся на отличную книгу по DSP обработке и фильтрам. http://www.dspguide.com/ . Доступна для свободного скачивания. Книга написана понятным языком, легко читается. Рекомендую.

В общем подход по ресемплингу в рокбоксе не верный. Возможно это самый простой и универсальный вариант, но если мы претендуем на хай-энд, линейную интерполяцию делать нельзя. Это расширяет спектр сигнала гармониками которые тяжело предсказать и соответственно не понятно как их фильтровать, тем более возможно появление гармоник в звуковом спектре.

Правильный подход думаю будет выглядеть так:

$CUT$

1. Заполнить новые отсчеты нулями. Это обогатит наш спектр гармониками на частоте семплирования и выше

2. Пропустить результирующий сигнал через цифровой фильтр. Думаю это лучше чем доверять такой жесткий спектр аналоговым фильтрам.

Собственно сейчас стоит вопрос какой именно фильтр применить. По вычислительным возможностям можем позволить себе только IIR, соответственно сталкиваемся с компромиссами. Если есть мысли, прошу.

Добавлю что речь идет о частном случае конвертации 44100->88200 на лету средствами рокбокса. Соответственно фильтр подбираем под этот вариант. Теоретически реализация фильтра для всех вариантов возможна (выбор коэфициентов полинома по таблице в зависимости от частоты семплирования DAC) но мы пока исследуем только этот вариант.

Еще немного о SAMPLERATE

andreyk72 — Fri, 09 Sep 2011 09:25:03 GMT

Преобразование 44100 -> 88200 технически выглядит следующим образом:

1. Раскодированному PCM потоку после обработки внутренним DSP (громкость, эквалайзеры итд) делается updample, т.е. на выходе данных (32-битных слов) становится в два раза больше

2. В целом upsample выглядит так - между двумя соседними отсчетами от 44100 добавляется еще один отсчет. В него записывается число найденное путем линейной интерполяции двух соседних отсчетов. Эта информация взята из комментария в алгоритме апсемплинга, анализ самого процесса вычислений занял бы время так как он реализован на ассемблере m68000 которого я не знаю )) и универсален для любых сочетаний входных и выходных частот, в том числе и не кратных 2. Следует обартить внимание что это не тот подход, который декларирует классический апсемплинг, который предписывает заполнять новые отсчеты нулями и полагаться на то что выходной фильтр все корректно исправит.

3. Далее PCM поток с частотой 88200 заливается в ЦАП.

SAMPLERATE

andreyk72 — Thu, 18 Aug 2011 15:37:22 GMT

Сейчас играюсь с переключением семплрейта 44100->88200. Если есть интерес попробовать/послушать, прошивка выложена в каталоге файлов. Прошивка включает в себя патч батарейки, и не включает тему АлексМод. Тему копируйте поверх прошивки. Замена бутлоадера нужна только для патча батарейки.

Переключение частоты активируется через меню Настройки->Настройки звука->Частота кодека. Текущий проигрываемый трек будет продолжен.

Несмотря на то что pcm1794 переключает частоту на лету, есть подозрение что для корректной работы цифровых фильтров в DAC требуется переинициализация, тоесть требуется перегрузка с выключением питания для корректного переключения частоты.

Из замеченных особенностей хочу отметить периодические щелчки которые возникают при проигрывании файлов-образов с использованием cue sheet. Причина скорее всего в нехватке быстродействия, тоесть потребуется оптимизация кода если конечно мы сочтем режим 88200 целесообразным.

Тема из оригинальной собрки AlexMod

andreyk72 — Wed, 10 Aug 2011 14:42:04 GMT

По многочисленным просьбам вытащил тему используемую в оригинальной прошивке AlexMod. Смотри каталог файлов.

Установка:

В архиве находится каталог .rockbox кторорый нужно скопировать на ваш плеер ПОВЕРХ установленной прошивки. В архиве находятся только файлы темы, самой прошивки нет.

Активация:

Тему нужно активировать через настройки (название темы boeselhack_v2_color). Ваши текущие настройки будут не тронуты.

Сборка с патчем батарейки, версия 1.3

andreyk72 — Tue, 09 Aug 2011 15:00:50 GMT

У меня произошла некоторая путаница с версиями на домашней и рабочей машинах, также на версии М5 V1.2 не регулируется громкость. Я решил пересобрать всё начисто и выложил версию 1.3. Ее можно найти в каталоге файлов. Версия 1.2 удалена. В версии 1.2 возможны проблемы с записью (отключен штатный кодек). Если это кому - то нужно, ставьте 1.3.

Обратите внимание - шкала разряда батареи (определение сколько времени осталось в процентах исходя из напряжения на батарее) отстроена по моей батарее. Если вы вышлите мне ваши данные battery_bench.txt я смогу заложить усредненные кривые разряда. Зарегистрированные пользователи могут добавлять файлы в каталог (с модерированием). Обратите внимание вы можете использовать тот же логин/пароль как и на alexmod.do.am, повторно регистрироваться не нужно.

Насчет темы AlexMod - c темами еще не разбирался, займусь в скором времени.

Патч батарейки

andreyk72 — Mon, 08 Aug 2011 14:20:32 GMT

Текущие сборки патча батарейки выложены здесь. Особенности:

Сборки собраны на базе ревизии 23370 (почти двух летней давности) так как было замечено что последние ревизии рокбокса хуже звучат (слепое прослушивание в процессе).
Минимальное напряжение аккумулятора - 3.0V. Примерно за 2 минуты до разряда индикатор батареи начнет мигать. После этого, по достижении 3.0v произойдет мягкое выключение устройства. Благодаря эффекту восстановления напряжения после отключения большой нагрузки, описанному здесь, плеер еще можно будет заряжать через USB. Если повторно включить его на потребление контроллер батареи выключит плеер аппаратно и далее его включение возможно только при подключении блока питания. Зарядить устройство через USB из этого состояния не возможно. Этот алгоритм касается только iAudio X5/M5 где установлен контроллер батареи. В iHP120/140 зарядка батареи контролируется центральным процессором и вести себя плеер будет по другому.
Для экономии батареи штатный кодек переведен в idle во время воспроизведения. Поэтому сборки не будут работать на стандартных X5/M5/iHP1x0
B сборках отключено FM Radio. В реализации для X5 аудиовыход приемника подключен прямо к регулятору громкости штатного кодека. Поэтому в варианте AlexMod приемника мы никогда не услышим.
Сборка для iAudio X5 протестирована и используется лично мной. Остальные сборки не тестировались - у меня нет этих плееров.
Для версии iAudio X5 / M5 требуется перешивка bootloader во флеш память плеера файлом x5_fw.bin. Инструкция по перешивке находится здесь.
Для iHP120/140 менять bootloader не требуется.
Все прошивки имеют дефолтные настройки и дефолтную тему.