Player MP3 Portátil
Indice
 Finalidade
do MP3 Player;
 Padrão MP3;
 Sistema Player MP3 portátil;
 Partes do Player;
 Abordagens propostas;
 Projeto SoC;
 Usando um chip dedicado para decodificação;
 Usando um microprocessador DSP;
 Conclusões;
 Fontes.
Finalidade do MP3 Player
 Transforma um
arquivo de som em formato MP3 para o
formato PCM.
 PCM é o sistema usado para reprodução do som.
 O formato MP3 compacta os dados, garantindo uma redução
na memória necessária para armazenamento dos arquivos.
 Produzir, no processo, as menores perdas possíveis.
 Baseado no modelo psicoacústico humano para produzir
uma compressão de dados com mínimas perdas.
Por quê Compactar o Formato
PCM ?
Problemas com
Muitos
PCM:
dados são necessários para codificar um
arquivo.
Ex: Uma gravação de 16 bits, com taxa de
amostragem de 48 kHz em stereo consome
192kbytes por segundo de som.
Uma codificação MP3 pode transformá-lo em até
4kbytes por segundo.
Padrão MP3
O
MP3 é o layer três na codificação de som do padrão MPEG,
definido na ISO11172-3, que prevê também codificação para
vídeo.
 Características principais:
 Taxa de Transferência: 32, 40, 48, 56, 64, 80, 96, 112, 128,
160, 192, 224, 256 e 320 kbps.
 Taxa de Amostragem: 32, 48 e 44.1 kHz.
 Modos: Stereo, Joint Stereo, Dual Channel, Single Channel.
Padrão MP3 (cont.)
Formato do
Frame
Padrão MP3 (cont.)
Formato do
Frame
Processo de
decodificação:
Bitstream Sincronização e
MP3 Decodificação
Padrão MP3 (cont.)
Formato do
Frame
Processo de
decodificação:
Bitstream Sincronização e
MP3 Decodificação
Dequantização
Padrão MP3 (cont.)
Formato do
Frame
Processo de
decodificação:
Bitstream Sincronização e
MP3 Decodificação
Dequantização
Mapeamento PCM
Freq => Tempo
Padrão MP3 (cont.)
Decodificação do Frame
 Frame composto por:
 Header
 Side Information
 Main Data
 Sincronização feita com trilho de 12 1s.
 Side Information contém informações para decodificação
Padrão MP3 (cont.)
 Dequantização
 Restabelecer
os valores originais de atribuição energética de
cada faixa de freqüências.
 Equação:
xr  sign ( is )  abs ( S )
i
i
i
4/3
k
Padrão MP3 (cont.)

Mapeamento Frequencia => domínio tempo
Padrão MP3 (cont.)
Dequantização, IMDCT e
Filtro de Síntese
exigem um grande número de cálculos.
Estimativa, segundo [1]
Função
Dequantização
IMDCT
Custo Computacional (MOPS)
0,384
12288
Filtro de Síntese
Total
6960
19632
Sistema Mp3 Player Portátil
Partes do Player
 Porta
de dados
 Memória
 Microprocessador
 Display
 Controles
 Amplificador
 Saída
para fone de ouvido
de Aúdio
 Alimentação
Fontes de Dados

Não fixos (CD-R / CD-RW / DVD-R / ZIP Disk / Flash
Memory);
 Fixo
 Via
(IDE Hard Drive / SCSI Hard Drive);
Comunicação (Parallel Port, TCP/IP).
Tipos de Memória
 Em
64 MB de memória => 12 até 13 músicas;
 Memória
Flash Interna;
 SmartMedia
Card
 Capacidade varia de 2MB até 128MB
Tipos de Memória (cont)
 CompactFlash
Cards
 Desenvolvida
em 1994 pela Sandisk;
 Utiliza um chip de controle, que permite um acréscimo de
performance ao sistema;
 Consiste em um pequeno circuito com memória Flash e um
chip de controle dedicado;
 Pode operar de 3.3V até 5V;
 Possui uma capacidade que varia de 8MB até 192MB ;
Abordagens Propostas
1)
Projetar um SoC
2)
Selecionar um chip MP3 decoder;
3)
Selecionar um microcontrolador DSP para
implementar a decodificação MP3
Projeto SoC
 Seleção
de IPs necessários para integração no chip;
 Permite maior flexibilidade, podendo ser adicionada
outras funções;
 Desvantagem é o maior tempo de projeto e o custo para
desenvolver chip e o sistema;
 Tensilica Inc. fornece um processador core – XTensa que pode ser configurado para muitas aplicações DSP.
Projeto SoC (cont)
 Core
CS6002 MP3, desenvolvido pela Tensilica usando
o processador XTensa;
 Características:
 19,5
MIPS;
 17,5KBytes ROM para memória de código;
 15KBytes ROM para tabelas;
 13.5 Kbytes RAM;
 Input Buffer recomendado de 2048 bytes;
 Output Buffer recomendado de 6912 bytes
 Saída em 16 bits;
Chip Decoder Dedicado
Alguns CIs
encontrados:
STA013 (ST)
MAS 3507D (Micronas);
MAS 35x9F (Micronas);
VS1001 (VLSI Solution);
STA016T (ST);

Chip Decoder Dedicado (cont)
MAS 3507D
CI
(Micronas):
dedicado para decodificação MP3;
Processador DSP RISC;
Alimentação de 1 à 3.6 V;
Entrada do Bitstream por uma serial assincrona;
Informações disponíveis em um barramento I2C;
Sinal de saída do aúdio disponível em um
barramento I2S.
Chip Decoder Dedicado (cont)
Chip Decoder Dedicado (cont)
Chip Decoder Dedicado (cont)

MAS 35x9F (Micronas):
É
um CODEC com conversor AD e DA interno;
Processador DSP RISC;
 Consumo de potência abaixo de 70mW;
Amplificador para fone-de-ouvido;
Informações disponíveis em um barramento I2C;
Usando um microcontrolador
DSP

Segundo [1], onde foi analisado um projeto MP3 Player
com as seguintes especificações:
Performance: Sample rate acima de 48kHz;
 Fonte: Duas baterias AAA;
 Peso: < 80g;
 Volume: 65 x 90 x 17 mm3;
 Taxa de transferência: 1.5 Mbps;
 Suporte USB;
 Memória expansível: acima de 32 MB;

Usando um microcontrolador
DSP (cont)
 Sistema
 DSP
baseado em um microcontrolador DSP
TMS320VC5409-80, com clock de 80MHz;
 32 MB de memória;
 32k x 32 bits RAM;
 16k x 16 bits ROM;
 PCM1723 D/A;
 TPA102 – Amplificador para fone;
 USB;
 Alimentação - Conversor DC/DC e regulador de tensão;
Usando um microcontrolador
DSP

Custo aproximado:
Componente
TMS320VC5409
Custo (US$)
9,27
PCM1732 D/A
Amplificador p/ fone
Fonte de Alimentação
Memória 32 MB
4,15
0,78
3,02
15
Outros
Total
10
50
Fontes
 [1]
Portable MP3 Player Design – Chui Chung Lin ;
 [2]
Texas Instruments - www.dspillage.ti.com;
 [3]
Tensilica – www.tensilica.com;
 [4]
ISO/IEC 11172-3;