Апаратні і програмні платформи MP3-плеєрів

Одночиповие рішення (Single-Chip Solution, System-on-Chip) дуже затребувані в ситуаціях, коли необхідно створення "типовий" начинки для будь-якого електронного пристрою, яка має виконувати якийсь чітко обмежений набір дій.

Портативні цифрові плеєри є яскравим прикладом подібних електронних пристроїв. Список дій, які повинна виконувати їх «начинка», однотипний: плеєр повинен зчитувати з пам'яті і декодувати стислі аудіоформати, перетворювати їх в аналогову форму. Крім того, він повинен бути здатний до обміну даними з персональним комп'ютером по USB-шині, а також взаємодіяти з користувачем, отримуючи від нього інформацію у вигляді команд і надаючи інформацію йому через дисплей, світлодіодні індикатори тощо

Кожне з цих дій реалізується своїм набором логіки, своєї мікросхемою. Однак з метою здешевлення пристрої та спрощення його конструкції доцільно розмістити якомога більше цих спеціалізованих мікросхем в одному інтегрованому рішенні.

Перші MP3-плеєри були, за великим рахунком, кустарними пристроями. Вони проводилися компаніями, що мають невеликий, в рамках галузі споживчої електроніки, масштаб, випускалися малими, за сьогоднішніми мірками, партіями. Ні про які спеціалізованих інтегрованих рішеннях мови тоді не йшло, плеєри збиралися з «цеглинок». Декодування MP3 доручалося універсальному микропроцессору або спеціалізованим апаратним декодера. Цифрово-аналоговим перетворенням сигналу, його посиленням і подачею на вихідний тракт займалися окремі чіпи, в основному запозичені з CD-плеєрів. За USB-інтерфейс, роботу з пам'яттю також відповідали індивідуальні мікросхеми, «запозичені» із суміжних областей. Вийшло в результаті пристрій, хоча і справлялося зі своїми обов'язками, мало неприйнятно високу вартість, як з-за великої кількості компонент, так і через низьку технологічності, адже всі ці вузли належало оптимально розташувати на друкованій платі. Проблемою був і велика витрата енергії.

Перший MP 3-плеєр Eiger Labs MPMan F10 мав лише саму базову функціональність, але, тим не менш, вимагав чималої набору чіпів (фото з ​​сайту members.jcom.home.ne.j):
1) DPS і ЦАП від Philips
2) Контролер дисплея від Samsung
3) Контролер інтерфейсів від Microchip
4) Апаратний MP3-декодер від MICRONAS
5) NAND флеш-пам'ять від Samsung

Перспективи даного ринку, як і затребуваність на ньому інтегрованих рішень, досить швидко стали очевидні як для гігантів напівпровідникової індустрії, так і для молодих компаній, тільки зазнають свої сили на цьому ринку. Як це часто буває, останні виявилися спритнішим. Вже на рубежі 2000-2001 років з'явилися перші одночиповие рішення, реалізують більшу частину схемотехніки, необхідної MP3-плеєру, в рамках однієї інтегрованої мікросхеми.

Sigmatel STMP 3400 - одне з перших одночіпових рішень для MP 3-плееров, представлений на початку 2001 року (фото з ​​сайту www. Itime. Cn)

В даний час на ринку присутні не менше 2-3 десятків компаній, що пропонують по кілька моделей одночіпових систем для портативних MP3-і медіаплеєрів.

Досить очевидно, що саме одночіпове рішення, платформа, є серцем цифрового плеєра. Фактично, вона і є MP3-плеєр. Набір функцій, які останній здатний виконати, і якість, з якою він це зробить, в більшості випадків залежать від роботи платформи.

За парою виключень, розробники платформ не займаються виробництвом власне кінцевих пристроїв, продаючи свої рішення відразу багатьом компаніям-виробникам. Результатом подібної ситуації стала поява міфів, пов'язаних з «начинкою» сучасного плеєра.

Міф № 1. Всі плеєри зараз робляться на одних і тих же мікросхемах (варіант: «всередині у них все однакове»).

Це невірно. Як вже було сказано раніше, на ринку платформ сьогодні присутні до трьох десятків виробників, кожен з яких пропонує від трьох до п'яти рішень, часом дуже серйозно відрізняються один від одного. В сумі це дає до сотні варіантів, які можуть ховатися усередині кожного плеєра. Не слід забувати і те, що ступінь інтеграції сильно різниться від платформи до платформи: різні ключові компоненти можуть як включатися до складу SOC, так і реалізовуватися окремою мікросхемою.

Міф № 1.1. Як приклад поширеною різновид першого міфу дозволимо собі процитувати матеріал одного он-лайн видання.

«По-хорошому, на ринку є два виробники, чиї плати переважно використовуються при проектуванні DAP'ов. Це, як багато хто вже здогадалися, SigmaTel inc. і його прямий конкурент Telechips inc. Обидва виробники зараз є таким собі аналогом AMD і Intel, що живуть вічної конкурентною боротьбою ». www.ferra.ru/online/multimedia/26559/

У цій цитаті досить популярне оману представлено в кілька гротескному вигляді. У дійсності, хоча під впливом ряду обставин компанії Sigmatel і Telechips відносяться до найбільш відомим для російського користувача виробникам платформ, їх ніяк не можна назвати абсолютними лідерами ринку, тим більше порівнювати з Intel і AMD.

Насправді картина на ринку одночіпових рішень не тільки надзвичайно строката, вона ще й змінюється з великою швидкістю. Група лідерів нестабільна і змінюється досить часто. У цьому відмінність цього ринку від досить стійких ринків мікропроцесорів для персональних комп'ютерів, графічних процесорів. З чим це пов'язано? По-перше, з відносною простотою цифрових плеєрів як пристроїв. Це знижує вартість вхідного квитка на ринок, дає можливість спробувати свої сили на ньому досить великій кількості компаній. По-друге, з відносною легкістю переходу для виробника плеєрів з вирішення однієї компанії на рішення іншої. Платформи зазвичай поставляються в комплекті з основним об'ємом програмного коду, необхідного для виконання основних функцій, програмістам компанії-виробника для створення апарату залишається проробити досить невеликий типовий обсяг робіт. Нарешті, цей ринок сьогодні, за великим рахунком, тільки зароджується. Таким чином, говорячи про лідерів ринку, слід назвати список з, як мінімум, п'яти компаній, причому протягом часу він буде зазнавати зміни.

Міф № 2. Плеєри на однаковій платформі - клони, не мають ніяких відмінностей. Вибір між ними - справа смаку.

Це твердження дуже далеко від істини. Тут можна провести аналогію з комп'ютером, функціональність якого залежить в першу чергу від встановлених на нього програм. Відмінність плеєра в тому, що користувач у більшості випадків не має можливості установки нового софту на нього, а змушений користуватися тим, що вирішив встановити виробник. А набір вбудованого ПЗ може разюче відрізнятися навіть для однієї і тієї ж платформи.

На це виляють наступні чинники. По-перше, виробник платформи може пропонувати пакети вбудованого ПЗ у вигляді модулів: один для базової функціональності, інший - для розширеної, з підтримкою додаткових форматів, новими можливостями. При цьому за додаткові можливості доведеться платити додаткові гроші. Приміром, компанія Telechips пропонує для більшості своїх продуктів підтримку декодування формату AAC. Однак поки жодного плеєра на Telechips з підтримкою цієї функціональності помічено не було - ніхто не хоче платити додаткові гроші за ліцензію на цей формат. З часом виробник платформи може розробляти нові програмні модулі, з абсолютно новими можливостями. Старі плеєри на цій платформі можуть бути просто не в змозі їх реалізувати. Хороший приклад - платформа Sigamtel SMTP35XX. Порівняємо один з перших апаратів на ній, iAudio U2 2004 року, і один з останніх - M-cody MX700. Нові можливості платформи - декодування відео і JPEG, підтримка кольорових дисплеїв - просто не може бути реалізована на старому залозі.

Крім того, значну роботу з розширення функціональності платформи можуть виконати і програмісти компанії-виробника кінцевих пристроїв. Так, фахівці Cowon оснастили свої плеєри на Sigamtel SMTP35XX підтримкою аудіотехнології BBE, що не входить до складу базового ПЗ.

Не тільки програмування може серйозно змінити обличчя платформи. Якщо використовується платформа з низьким ступенем інтеграції, на якість роботи плеєра можуть вплинути мікросхеми, виведені за її склад: USB-контролер, чіп, керуючий харчуванням, цифрово-аналоговий перетворювач. Таким чином, знання марки платформи ще не може забезпечити вас усією інформацією про пристрій, різні плеєри на однакових одночіпових рішеннях можуть істотно відрізнятися один від одного.

Апаратні компоненти сучасного одночіпове рішення

У матеріалі, присвяченому ціноутворенню , ми вже торкалися основні функціональні компоненти сучасного плеєра. Розглянемо це питання дещо детальніше.

Головним завданням плеєра, як це випливає з його назви, є програвання. Для MP3-плеєра це означає зчитування з пам'яті, декодування, перетворення в аналогову форму, посилення і висновок аудіосигналу. Це дає нам перші три основних компоненти.

Інтерфейс роботи з пам'яттю. За дуже рідкісним винятком, цей компонент в сучасних плеєрах сьогодні завжди інтегрований в одночіпове рішення. Навіть найдешевші SOC зараз є «поліглотами» і можуть працювати з декількома форматами пам'яті, як NAND флеш-мікросхемами, так і поширеними типами карт пам'яті.

Інтерфейс роботи з пам'яттю на блок-схемі SOC від корейської Nexia

Розширення підтримки типів пам'яті є постійною турботою виробників. Просунуті рішення, як правило, підтримують як SLC, так і MLC флеш-пам'ять, мають більший набір підтримуваних стандартів карт пам'яті (в т.ч. Memory Stick і його похідні). Рішення, розраховані на застосування в Jukebox-ах, несуть на борту інтерфейси для роботи з накопичувачами на жорстких дисках. До недавнього часу одночиповие рішення включали в себе і інтерфейси для оптичних приводів, але в новітніх моделях вони зникли за непотрібністю.

Реалізація декодування сигналу. Його цифрова обробка. Це найбільш важливі завдання і вони повинні виконуватися в реальному часі. Сьогодні на ринку є два підходи до їх вирішення: двоядерний, DSP + MCU, або одноядерний, тільки MCU.

Перший - обробкою сигналу займається окремий процесор. У більшості випадків це спеціалізований процесор обробки цифрових сигналів, DSP. Переваги цього шляху - в низькому енергоспоживанні. Крім того, DSP бере на себе саму ресурсномістких частину робіт, і для виконання інших функцій, таких, як користувальницький інтерфейс і управління, можна обійтися дешевшим і малопотужним микроконтроллером (MCU). Мінусом є низька гнучкість - багато завдань можуть бути просто не під силу спеціалізованому DSP, або їх виконання буде відбуватися з незадовільною швидкістю і продуктивністю. І в кінцевому підсумку цей шлях може привести до необхідності використання як дорогого і потужного DSP, так і не менш дорогого і потужного центрального процесора, що робить вартість рішення дуже високою. Таким чином, цей шлях зручний або для наддешевих, але слабких платформ, або для потужних і економічних, але дорогих. Також існують спекуляції, що спеціалізований DSP пропонує кращу якість обробки сигналу і, як наслідок, більш високу якість звуку в результаті, але сьогодні ми не будемо зупинятися на цій темі докладно.

Другий шлях - покласти всі обчислення на один універсальний процесор. Плюс такого рішення у високій гнучкості - такий пристрій можна «навчити» робити чи не що завгодно при хорошому співвідношенні ціна / якості для середнього цінового діапазону. Мінуси - високе енергоспоживання, неможливість побудови надбюджетних рішення.

Крім безпосередньо обчислювального блоку для роботи одночіпове рішення необхідна пам'ять. Всі платформи несуть на борту якийсь обсяг оперативної пам'яті, але його часом не вистачає для виконання всіх завдань. Тому в окремих випадках виникає необхідність у додатковій пам'яті у вигляді окремих модулів. Цю пам'ять не слід плутати з оперативною пам'яттю, що служить буфером для плеєрів на жорстких дисках. Більшість сучасних одночіпових рішень мають інтерфейс роботи з додатковою оперативною пам'яттю - на «всякий випадок».

Американський розробник PortalPlayer волів універсальні процесори, встановлюючи часом по дві штуки на чіп (фрагмент блок-схеми)

Цифрово-аналогове перетворення. Після того як сигнал був береться стверджувати з стисненого формату і, при необхідності, піддався цифровій обробці (еквалайзер, аудіоефекти) за допомогою DSP або універсального процесора, прийшов час перетворити його в аналогову форму і «подати» на аудіовихід. Так як сучасний плеєр в більшості випадків в тій чи іншій мірі володіє можливістю запису, в них використовуються т.зв. кодеки (CODEC) - цифрово-аналоговий + аналогово-цифровий перетворювач на одному чіпі. У більшість сучасних кодеків вбудований і підсилювач, таким чином, сигнал йде від нього на вихід, фактично напряму.

На відміну від пари DSP + MCU або окремого MCU, які є серцем будь-якого одночіпове рішення, в розміщенні кодека сьогодні також панують два підходи: він може бути включений до складу платформи, а може бути реалізований у вигляді окремої мікросхеми. Переваги першого шляху в меншій вартості і більшої технологічності кінцевого пристрою.

Однак далеко не всі виробники платформ вбудовують кодеки в свої рішення. Деякі пропонують кілька варіантів своїх SOC, як з вбудованим кодеком, так і без. За суб'єктивними спостереженнями, моделі з окремими кодеками мають тенденцію звучати краще, ніж моделі з кодеками інтегрованими, хоча ця різниця не з розряду тих, які кидаються в очі (точніше, у вуха). З чим це пов'язано - з використанням чи виробниками недостатньо якісних кодеків в своїх інтегрованих рішеннях або з впливом перешкод, слабким екрануванням - досить складне питання, що вимагає більш глибокого дослідження.

Лідер у виробництві окремих кодеків - компанія Wolfson

PMP, крім можливості запису і відтворення звуку, часто мають аналоговий відеовихід, а також можливість запису з аналогового джерела через лінійний відеовхід. Це передбачає наявність відео-АЦП/ЦАП-а. Такі також можуть бути реалізовані окремими мікросхемами, але в платформах, орієнтованих на PMP, вони, як правило, є інтегрованими.

Отже, плеєр зчитує з пам'яті, декодує і відтворює. Що ще потрібно? Добре було б, якби він міг взаємодіяти з користувачем. Для цього необхідні механізми введення-виведення. Введення зазвичай здійснюється шляхом прийняття команд з органів управління, висновок - на дисплей і / або інформаційні індикатори. Інтегроване рішення завжди має на борту інтерфейс, здатний безпосередньо отримувати команди від керуючих клавіш. Тільки якщо використовуються більш складні органи управління, такі, як, наприклад, знаменитий Clickwheel, виникає необхідність в окремій мікросхемі-контролері.

Apple iPod Clickwheel. Видно мікросхема контроллера (фото з ​​сайту www.powerbookmedic.com)

Та ж ситуація з дисплеями: прості монохромні ЖК-матриці можуть спілкуватися з SOC безпосередньо, для кольорових дисплеїв з великими дозволами в більшості випадків потрібен додатковий контролер.

Плеєр не повинен бути річчю в собі, йому необхідний обмін даними з зовнішніми пристроями. Поки основним інтерфейсом в цій галузі залишається USB, хоча деякі виробники платформ, наприклад, PortalPlayer, досить довго експериментували: в платформах використовувався і інтерфейс Firewire, і навіть Ethernet.

Rio Karma на PortalPlayer PP 5003 - чи не єдиний Ethernet-сумісний плеєр (фото з ​​сайту svn.navi.cx)

Сьогодні більшість одночіпових рішень мають вбудовані USB-контролери, але їх продуктивність може серйозно відрізнятися. Хоча всі вони працюють в рамках протоколу USB 2.0, серед них можна знайти як Full Speed-рішення, не перевершують за швидкістю обміну даними USB 1.1, так і більш швидкісні High Speed. Причому останній у різних платформах може серйозно відрізнятися по швидкості. Як правило, розробник одночіпове рішення пропонує кілька модифікацій однієї моделі, якісь - зі швидкістю Full Speed ​​(бюджетні), якісь - High Speed.

Останнім часом стандартом для одночіпових рішень стала підтримка USB On-the-Go або USB-хост, яка дає можливість мобільним пристроям обмінюватися даними один з одним без допомоги комп'ютера. Як і власне USB, цей протокол має Full Speed ​​і High Speed ​​швидкості. SOC з High Speed ​​USB On-the-Go почали з'являтися на ринку порівняно недавно.

Нарешті, всієї цієї системи необхідно харчування. Це не така елементарна задача, особливо якщо плеєр працює від вбудованого акумулятора, який необхідно заряджати. Сучасному плеєру необхідний окремий блок логіки, який міг би управляти всією енергосистемою плеєра: подавати струм потрібної сили і напруги на всі елементи плеєра (SOC, пам'ять, дисплей і т.п.), переключатися на живлення від USB-шини при підключенні плеєра до останньої , заряжать аккумулятор. В высокоинтегрированных платформах такие блоки обычно встроены в одночиповое решение, но часто можно увидеть их реализацию и в виде отдельных микросхем.

Перспективы развития аппаратной начинки одночиповых систем

Ближайшей перспективой развития одночиповых систем видится интеграция в них моделей беспроводной связи, Wi-Fi и Bluetooth.

Microsoft Zune (фото с сайта www . engadget . com ) – один из первых плееров с поддержкой интерфейса Wi - Fi . В нем он реализован отдельной микросхемой. Однако в будущем можно ожидать интеграции этого интерфейса в одночиповые решения.

Аналоговое радио, в силу его бесперспективности, вряд ли будет интегрироваться в платформу, оно так и будет реализовываться отдельной микросхемой. Цифровое же радио, DAB, обязательно найдет свое место в одночиповых решениях ближайшего будущего.

Для PMP явно напрашивается внедрение в платформу GPS-приемника и декодера для цифрового телевидения. В отношении цифрового телевидения работу затрудняет путаница со стандартами. Корейские производители платформ уже вплотную приступили к интеграции стандарта DMB. Сейчас это решение подходит только для Кореи, хотя в ряде европейских стран возможность организации DMB-вещания также рассматривается. Тем не менее, интеграции только одного стандарта для глобального успеха платформы может и не хватить, амбициозные игроки в ближайшем будущем будут предлагать также DVB-H-решения для Европы и ISDB-T – для Японии.

Другими аппаратными компонентами, внедрение которых планируется в одночиповые решения, являются аппаратные ускорители двумерной графики, в частности, ускорители видеодекодирования, JPEG-кодеки, процессоры простейшей обработки растровых изображений. Это позволит принципиально повысить быстродействие и экономичность платформ.

Производители платформ поглядывают и на смежные отрасли, планируя дополнить свои решения трехмерными ускорителями для проникновения на рынок портативных игровых консолей.

Также неизбежно увеличение мощности их DSP и MCU в сочетании с понижением энергопотребления – переход на более передовые техпроцессы, а также программная оптимизация должны обеспечить это.

Таким образом, фронт работ для производителей платформ довольно большой.

Программное обеспечение одночиповых решений для портативных цифровых плееров

Мы прошлись по тем блокам, которые могут входить в состав современного одночипового решения, сказали пару слов об особенностях их реализации. Осталось вкратце рассказать о второй стороне вопроса – программной.

В большинстве случаев в MP3-плеерах не используется никакой стандартной операционной системы. Даже наиболее функциональные устройства в программном плане представляют собой «вещи в себе». Производитель платформы вместе с собственно чипами продает производителю конечных устройств некий программный инструментарий для создания программной начинки плеера. В его состав входит большой объем уже готового кода, реализующего основную функциональность: кодирование и декодирование сжатых форматов, эквалайзер, базовые настойки. При этом, как мы уже говорили, покупатель платформы волен выбирать, каким объемом функциональности он хочет наделить свой продукт. По большому счету, остается только скомпоновать и нарисовать пользовательский интерфейс. Многие китайские производители не тратят время и на это: разработчики чипов уже все нарисовали – «заливай» на плееры и продавай!

Одинаковые интерфейсы на китайских плеерах, использующих платформу Actions

Впрочем, некоторые компании составляют исключение. Так, Apple все встроенное ПО переписывает с нуля. Выбора у нее особо нет – не отдавать же в чужие руки исходники своего Fairplay DRM! Ну и, естественно, компании, сочетающие производство платформ и плееров, также пишут свое ПО сами.

Скомпонованная в итоге программная оболочка плеера получила название «прошивки». Название не случайно, все современные одночиповые решения поддерживают обновление программной «начинки» конечным пользователем.

В отличие от КПК или смартфонов, вся функциональность плеера поставляется единым «куском». Так что, если какие-то новшества в свежей прошивке пользователю понравились, а какие-то – нет, ему предстоит довольно неприятный выбор.

Только после протестов пользователей и всплеска черного пиара компания Creative оставила попытки лишить пользователей возможности записывать FM -трансляции с помощью новой прошивки

Слабые проблески модульной программной структуры появились лишь в последнее время. Так, платформы от Samsung поддерживают загрузку дополнительных модулей (чаще всего игр) в формате Flash.

Barn Baron – одна из нескольких Flash -игр, разработанных специально для iriver u 10

Некоторые китайские платформы позволяют загрузить дополнительное ПО (тоже в основном игры) со специально отформатированных карт памяти. Компания Apple предоставила своим пользователям загружать для iPod-а отдельные игры.

Современная прошивка плеера занимает немалый объем и должна где-то храниться. Как мы уже говорили в прошлых материалах, оптимальный вариант – хранение ПО на чипе NOR-памяти, встроенном в платформу или отдельно стоящем.

Однако производители довольно часто предпочитают хранить ПО в основной памяти плеера. В 2002-2003 годы ситуация была и вовсе вопиющей: вся прошивка жила в основном разделе флэш-памяти, и форматирование ее с компьютера убивало плеер. Сегодня для хранения микрокода обычно выделяют отдельную область памяти, невидимую для ПК. Но это не отменяет того факта, что NAND флэш-память не очень подходит для выполнения подобных задач.

Обновление прошивки на большинстве современных плееров происходит очень просто: достаточно записать файлы во встроенную память, обновление пройдет автоматически.

Путь обновления ПО через программу, установленную на ПК, сегодня безнадежно устарел (скриншот обновления микрокода для процессора Sigmatel STMP 34/35 XX )

То, что пользователю дана возможность проделать этот процесс самостоятельно, неизбежно приводит к определенному количеству «несчастных случаев». Большинство современных платформ имеют механизмы аварийного восстановления в случае повреждения прошивки. Но производители конечных устройств далеко не всегда предоставляют своим пользователям возможность этими механизмами воспользоваться.

Функциональные возможности встроенного ПО плееров постоянно растут. Сегодня к базовой функциональности уже можно отнести, помимо стандартного декодирования MP3, WMA, записи и т.п.:

• поддержку декодирования видео в формате MPEG4 (пусть пока и без масштабирования)
• поддержку Lossless-форматов, таких, как FLAC, APE, Apple или WMA Lossless или, на худой конец, WAV

Для PMP к базовым возможностям можно причислить также запись видео с аналогового источника в MPEG4-формат и наличие видеовыхода.

Обмен данными с персональным компьютером . С этой областью связано немало противоречий. Первые несколько лет на рынке господствовали закрытые протоколы, требующие установки на компьютер специализированных драйверов и ПО.

Однако постепенно индустрия пришла к единому открытому стандарту – MSC (Mass Storage Class). Этот стандарт наиболее удобен для пользователя, так как поддерживается большинством современных операционных систем, не требует установки дополнительного ПО и драйверов, обучения работе с последними. Однако этот протокол имеет существенный недостаток с точки зрения индустрии звукозаписи: полное отсутствие каких-либо механизмов защиты авторских прав. Сегодня производители платформ разработали два пути для обхода этого недостатка.

Первый состоит в программной надстройке над протоколом MSC. Это выражается в том, что встроенное ПО плеера не способно воспроизводить контент, скопированный посредством MSC-протокола с помощью обычных файловых средств операционной системы. Воспроизводится исключительно контент, закодированный с помощью специального компьютерного ПО, как правило, программ-менеджеров. Плюс такого подхода заключается в том, что плеер может быть использован как сменный накопитель без необходимости установки каких-либо драйверов и ПО. К приверженцам этого подхода относятся компании Apple и Sony (первая хоть и не изготавливает платформы, но, как уже упоминалась, самостоятельно создает внутреннее ПО для своих устройств).

Примерно так выглядят MP 3-файлы, закодированные оболочкой iTunes

Второй путь продвигает компания Microsoft. Это новый протокол, MTP (Media Transfer Protocol). Технически он представляет собой развитие древнего Picture Transfer Protocol (PTP), который используется многими цифровыми фотоаппаратами при подключении к компьютеру. Этот протокол является частью комплексного программного стандарта Microsoft, PlaysForSure, включающего в себя также ее собственный аудиоформат WMA, ее DRM-механизм последнего поколения Janus и ее программную оболочку Windows Media Player. Американская компания обещает, что в будущем это решение должно стать столь же удобным и незаметным для пользователя, как MSC, то есть превратиться в «MSC с DRM». Однако смущает, что для своего собственного плеера, Zune, Microsoft применяет новую систему DRM, нет уверенности, что компания попросту не забросит PlaysForSure после этого. Тем не менее, Microsoft смогла собрать под свои знамена довольно много он-лайн-сервисов по продаже музыки и производителей цифровых плееров. Поэтому поддержка MTP-протокола уже стала базовой для современных платформ, наравне с MSC.

Этим логотипом сегодня вооружилось большинство разработчиков одночиповых решений

Вообще, поддержку DRM следует упомянуть отдельной строкой. В большинстве случаев она также реализуется программно. Большинство платформ сегодня предлагает, прежде всего, поддержку DRM от Microsoft, как первого поколения, PD DRM, так и второго, Janus. Платформам, ориентированным на корейский рынок, приходится поддерживать и букет распространенных там DRM-форматов: X-sync, Netsync, MediaRose. Наконец, платформы от Sony поддерживают только Open Magic Gate, DRM от Sony. Еще одним новым DRM-форматом стал Zune DRM, реализованный исключительно в новом плеере от Microsoft, Zune.

С протоколами обмена данными и поддержкой DRM косвенно связана и система поиска и навигации современного плеера. Плееры, адаптированные под максимальную поддержку DRM, как правило, предлагают навигацию по тэгам, то есть метаданным, содержащимся в аудиофайлах, так как легально приобретенный контент всегда имеет полный набор этих метаданных. По идее, навигация по тэгам запатентована компанией Creative, сингапурцы смогли даже выбить из Apple 100 миллионов долларов, шантажируя ее судебным иском. Так как ряд разработчиков платформ, например, Telechips, предлагают возможность подобной навигации, теоретически это ставит их под удар, как и множество других производителей аппаратного и программного обеспечения, использующих эту же технологию. Впрочем, у Creative сейчас вряд ли есть силы судиться со всем миром.

Альтернативой навигации по тэгам является навигация по файлам и папкам. Ее поддерживает большинство платформ для устройств среднего и бюджетного уровня, которые, как правило, используют MSC-протокол и смотрят на вопросы DRM сквозь пальцы. Наконец, небольшое количество производителей предлагает пользователю выбор между двумя типами навигации. Из разработчиков платформ к таковым относится Telechips, из компаний, самостоятельно разрабатывающих ПО для своих плееров, – Archos.

Одним из важных направлений развития ПО цифровых плееров является поддержка цифровой обработки звука .

Так, отдельные платформы уже предлагают до 10 частотных полос настройки для эквалайзера.

10-полосный цифровой эквалайзер MP 4-плеера Meizu M 6 (фото с сайта www.anythingbutipod.com)

Популярна и интеграция фирменных технологий обработки звука, к таковым в первую очередь можно отнести SRS WOW и QBS. Обе технологии разработаны корейскими компаниями и в первую очередь были внедрены корейскими разработчиками одночиповых решений. Пакеты технологий включают в себя как эффекты псевдотрехмерного звука, так и усиление басов, реверберацию. Крупные компании, подобные Sony, Samsung, NXP (бывш. Philips), предлагают свои технологии обработки звука.

С легкой руки компании Apple производители платформ в последнее время озаботились поддержкой т.н. Gapless Playback – проигрывания без разрывов между треками. Искусственные короткие промежутки тишины в начале и конце треков являются особенностью многих сжатых форматов, в т.ч. MP3, их наличие раздражает чувствительных пользователей. Борьба с этим явлением – не самая простая задача с точки зрения программирования, она также предъявляет определенные требования к аппаратному обеспечению плеера. Долгое время единственным аппаратом с этой функцией был Karma от Rio Audio, программисты этой компании традиционно писали встроенное ПО для плееров самостоятельно. Однако сегодня разработкой технологии Gapless Playback занялись и другие разработчики, тем более она включена в спецификацию PlaysForSure 2.0 (пока факультативно).

Важной программной возможностью современного цифрового плеера является запись . Возможность сжатия оцифрованного сигнала уже давно стала базовой даже для самых бюджетных решений. На первом месте по востребованности стоит запись со встроенного микрофона, при этом сжатие обычно идет в формат WAV ADPCM, традиционно использующийся в диктофонах низкой ценовой категории. Более совершенные программные решения предлагают сжатие в MP3- и WMA-формат. Если плеер реализует запись с FM-тюнера или линейного входа, то поддержка записи в эти форматы является необходимой для обеспечения приемлемого качества. Отдельные разработчики предлагают специальные форматы сжатия, оптимизированные под запись речи. Таким образом, достигается высокая степень сжатия без потери качества. Как уже замечалось выше, для PMP сегодня характерна возможность записи видео с аналогового источника, включающая в себя оцифровку и сжатие. Для сжатия обычно используется формат MPEG-4.

В функциональности прошивки цифрового плеера есть довольно много мелочей, которые, однако, оказывают серьезное влияние на удобство использования конечных устройств. К таковым относится, к примеру, поддержка плей-листов и закладок, первая функция очень востребованна при прослушивании музыки, вторая удобна для аудиокниг. Плей-листы – создаваемые пользователем списки музыкальных файлов, которые плеер проигрывает в определенной пользователем же последовательности. Технология пришла еще из программных плееров.

Одна из наиболее известных компьютерных программ для проигрывания MP 3, Winamp , во многом способствовала популярности плей-листов. Некоторые платформы, к примеру, Telechips , поддерживают плей-листы Winamp

Часто плей-листы приходится создавать на компьютере, но ряд платформ поддерживают и создание плей-листов «на лету», то есть средствами плеера. Закладки позволяют пользователю запомнить любое место в файле и затем возвращаться к нему. Эти полезные функции проникают в современные платформы медленнее, чем хотелось бы, к счастью, разработчики склонны копировать удачные решения конкурентов, так что следует надеяться, что рано или поздно их можно будет встретить на большинстве плееров.

Обращает на себя внимание появление, пока что только в PMP, стандартных операционных систем. Linux или Windows CE в них – уже далеко не редкое явление. Хотя флэш-плееры среднего уровня вряд ли перейдут на универсальные ОС, для MP4-плееров в будущем это вполне возможно.

Пути развития встроенного ПО для плееров достаточно очевидны. Во-первых, как мы уже говорили, по мере расширения функциональности и повышения мощности платформ все чаще будут использоваться стандартные ОС. Будут продолжены эксперименты с модульной системой, возможно, мы увидим, к примеру, поддержку JAVA. Хотя вряд ли производители захотят залезать слишком далеко на территорию смартфонов и КПК, скорее всего, поддержка дополнительного ПО будет ограничена играми.

Также следует ожидать дальнейшего улучшения ситуации с поддержкой форматов, как видео, так и аудио, поддержкой Lossless-форматов, дальнейшее развитие цифровой обработки звука, повсеместное внедрение Gapless-проигрывания. В области видео будет повышаться битрейт, частота кадров и разрешение, в том числе и для флэш MP4-плееров. В то же время необходимость перекодирования видео при загрузке его на плеер, к сожалению, вряд ли уйдет в прошлое, но уже по соображениям DRM. На большинстве брендованных устройств видео (как, впрочем, и аудио) будет по старинке копироваться на плеер через ПО.

Вообще, ситуация с DRM, скорее всего, будет усугубляться. По мере того как средние производители, в первую очередь корейские, сдают свои позиции под давлением крупных брендов, эти технологии будут востребованы все сильнее и сильнее.

Впрочем, можно надеяться хотя бы на то, что производители платформ будут более активно внедрять в свои решения приятные мелочи наподобие плей-листов, закладок, более удобной навигации. Ситуация с Gapless-проигрыванием в этом плане довольно показательна. В конце концов, конкуренция на этом рынке сейчас достаточно высока, чтобы заставить разработчиков шевелиться.

Алексей Дорожин ( adoro@list.ru )
Опубликовано - 21 ноября 2006 г.

Є, що додати?! Пишіть ... eldar@ua-mobile.com

20:26, 09 грудня: Суд у Німеччині виніс рішення на користь Motorola в судовому процесі проти Apple

19:52, 08 грудня: Мультимедійний плеєр Ritmix RF-9600 з сенсорним екраном - скоро на полицях російських магазинів

17:00, 07 грудня: Не прогав останній шанс виграти Lexand SM-537!

14:21, 07 грудня: Переможець конкурсу Acer Iconia Smart!

17:20, 06 грудня: Твітні Дідові Морозу!

19:40, 05 декабря: Подбери подарок в Новогоднем разделе!

7:43, 01 грудня: Подкаст від ua-mobile.com, випуск № 200 від 1 грудня 2011

20:28, 28 листопада: Panasonic поставить MirrorLink сертифіковані аудіо-відео системи для Toyota iQ

16:23, 28 ноября: «Связной» объявил о покупке сети «Цифросити»

16:21, 28 листопада: Fly MC135 - музичний телефон з підтримкою двох SIM карт