Come decidere su quale piattaforma è meglio implementare l'elaborazione audio in tempo reale?

Durante lo sviluppo di prodotti faccio tutto il mio disegno di algoritmo in Matlab. Di solito sono piuttosto semplici, un filtro IIR o FIR o due, un paio di FFT, ecc. Quando arriva il momento di spostarlo in un ambiente incorporato, faccio sempre fatica a decidere su quale piattaforma eseguirlo. Di solito penso a queste (ampie) piattaforme:

Core DSP
FPGA
Microcontroller
BRACCIO

Quali fattori devo considerare quando provo a prendere questa decisione?

arm dsp-core hardware

— Kellenjb
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Perché si distingue "ARM" da "Microcontroller"? Cerchi di classificare le parti DSP + ARM di TI? Stai cercando di separare piccoli componenti a bassa potenza da microprocessori più grandi? (In quest'ultimo caso, dovresti probabilmente includere MIPS e core a 32 bit specifici del fornitore)

— Kevin Vermeer,

Quando penso al microcontrollore penso a PIC, Atmel, ecc. Ma suppongo che anche ARM possa rientrare in questo. Non stavo cercando di dire che quelle erano tutte le opzioni, solo chiedendo quali fattori dovrebbero essere considerati.

— Kellenjb,

Cosa definisci "migliore"? Sei limitato dal potere? Costo? Facilità di programmazione? Flessibilità?

— Oliver Charlesworth,

@Oli Questa è l'intera domanda, quali fattori dovrebbero essere considerati quando si cerca di decidere.

— Kellenjb,

@Kellen: Al momento, questa domanda è un po 'come "Come decidere quale auto è la migliore?", Senza ulteriori vincoli.

— Oliver Charlesworth,

Risposte:

Se stai mantenendo "algoritmi standard" come IIR, FIR, radix-2 o 4 FFT (cioè roba che si adatta bene alle architetture DSP senza molto flusso di controllo), puoi provare questo:

Conta il numero di "moltiplicazioni accumulate" necessarie al secondo in tutti i tuoi algoritmi.

<10 milioni probabilmente puoi ottenere un microcontrollore veloce per fare il lavoro (o anche uno lento se sei <1 M)
<100 M è un territorio DSP semplice
<1G è probabilmente un territorio DSP veloce fattibile
1G-10G è il punto di incontro tra DSP e FPGA
> 10G sono più DSP o FPGA

— Martin Thompson
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Questa è in realtà una bella lista di riferimento!

— Kellenjb,

Ricorda solo di moltiplicare per 10 volte ogni due anni circa :)

— Martin Thompson,

Puoi fare un esempio di "microcontrollore veloce"?

— endolith

@endolith: non con alcuna probabilità che sia attuale la prossima volta che guardiamo :) All'inizio del 2014, forse qualcosa come l'LPC1768 (che cronometra a 100 MHz - spingendolo un po 'per 10 MMACS immagino)

— Martin Thompson

@MartinThompson: la libreria DSP per LPC1700 dice che Cortex-M3 fa "accumulare 2 cicli (32x32) +32 -> 32 si moltiplicano", quindi 50 MMAC?

— endolith

Per quanto ne so, ARM dovrebbe essere considerato un'architettura piuttosto che una piattaforma. Tuttavia, la domanda è abbastanza rilevante su quale piattaforma utilizzare per l'elaborazione del segnale RT (in questo caso audio).

Puoi iniziare ponendo le seguenti domande, non in ordine rigoroso:

Quanto tempo ho a disposizione per l'implementazione?
Quali sono i miei limiti di potenza?
Di quali operazioni matematiche ho bisogno? Potresti finire per richiedere molti moltiplicatori in parallelo e quindi limitare la tua scelta.
Di quanta memoria ho bisogno? (la maggior parte degli MCU sono limitati)
[Importante] Qual è la mia frequenza di funzionamento? Quanto posso spremere entro il periodo di campionamento mantenendo bassa la frequenza operativa?
Quali librerie sono disponibili per la mia scelta di implementazione?

Vorrei iniziare esaminando innanzitutto l'algoritmo. Se, ad esempio, hai bisogno di molte operazioni FFT e MAC, probabilmente puoi escludere la maggior parte dei microcontrollori e concentrarti maggiormente sui core DSP. Ricorda che esistono anche MCU con core DSP incorporati.

Un'altra considerazione importante sarebbe la tua capacità e competenza nel campo dell'implementazione. Molte persone evitano FPGA perché è necessario utilizzare un HDL per l'implementazione. Un altro motivo per evitare FPGA è il requisito di alimentazione.

— anasimtiaz
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Con solo le informazioni fornite la scelta è probabilmente ARM, (semplici IIR e FIR) ma ci sono altri fattori da considerare come requisiti di alimentazione, requisiti di I / O, funzionalità aggiuntive che ti aspetti di implementare: Quanto tempo di sviluppo risparmi se questo dispositivo aveva una connessione di rete e un'API per modificare i parametri DSP nel campo?

Hai mai pensato di espandere la tua gamma di opzioni su smartphone o computer compatti come la Beagle Board? Potresti capire che l'elaborazione del segnale è solo una piccola parte dell'intero problema che stai risolvendo.

— aurelio
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