Обзор аппаратно-программных комплексов СЗО (систем звукового обеспечения)

1.4 Обзор аппаратно-программных комплексов СЗО (систем звукового обеспечения)

Аппаратно-программный комплекс СЗО (системы звукового обеспечения) это совокупность аппаратных и программных средств, объединенных общим технологическим решением, предназначенная для реализации в полном объеме задач звукового обеспечения в рамках единой интегрированной системы. Аппаратно-программные комплексы являются наиболее прогрессивной и эффективной формой цифровой системы звукоусиления, поскольку они позволяют выполнять все функции по обработке, коммутации, управлению и мониторингу звука в рамках одного устройства или локальной сети устройств; оптимизировать, упростить и в значительной мере автоматизировать интерфейс управления и мониторинга системой звукоусиления.

1.4.1 Media-Matrix

Система MediaMatrix была разработана американской корпорацией Peavey Electronics Corporation в 1993 году совместно с фирмами Motorola, IBM и Peak Audio. На сегодняшний день она является одним из универсальных инструментов в области создания и управления звуковыми комплексами и системами электросвязи любого масштаба.

"МедиаМатрикс" основана на современных технологиях в области цифрового звука и обеспечивает возможность комплексного решения задач, связанных с системами звукообеспечения на любых объектах. Система представляет собой сочетание аппаратного и программного обеспечения. Ее применение позволяет сократить время и финансовые затраты, необходимые для решения аналогичных задач с помощью стандартного оборудования.

Система "МедиаМатрикс" интегрируется с оборудованием систем:

·          видеопоказа;

·          синхронного перевода речи, голосования;

·          охранного и пожарного оповещения;

·          комплексов интегрированного управления и т.д.

Состав системы:

·          Центральное ядро составляет системный блок на базе IBM совместимого компьютера. Формат IBM выбран в силу его повсеместной распространенности. Системный блок обеспечивает интерфейс управления, программирования и контроля для плат управления звуком - DSP (от английского Digital Sound Processor - Процессор Цифровой Обработки Звука);

·          Платы являются универсальными и обеспечивают различные режимы звукоусиления в поочередном (допустим, для одного помещения) или одновременном варианте.

Для подключения источников и оконечных устройств используются специальные интерфейсы, позволяющие принимать сигналы по аналоговым, цифровым и волоконно-оптическим линиям, а также в любой комбинации из выше перечисленных. Оптимизация уровня и качества аудио сигналов осуществляется на звуковых платах DSP [5].

Cистема MediaMatrix призвана осуществлять следующие функции:

·          динамическая обработка всех входных и выходных сигналов (функции гейтов, компрессоров, лимитеров, экспандеров, даккеров и т.д.);

·          частотная коррекция входных и выходных сигналов (функции эквалайзеров);

·          распределение сигналов между акустическими системами внутри помещения (функции матричного микшерного пульта);

·          разделение сигнала на частотные полосы (функции кроссовера) в центральных залах и других помещениях;

·          управление работой акустических систем во всех залах (функции процессоров акустических систем);

·          согласование во времени работы акустических систем (функция линий задержки);

·          сохранение различных вариантов настройки системы;

·          управление стереофонической/амбифонической панорамой звука в центральных залах, а также ряд других, в случае пожеланий заказчика (например, программирование «событий», дистанционное управление подсистемами залов, управление внешними устройствами и т.п.);

·          интеграция системы MediaMatrix с системами охранной и пожарной безопасности, трансляционной системой, системой оповещения, системой технологического телевидения и т.д.;

·          работа в компьютерных сетях;

·          передачи всей звуковой информации в волоконно-оптическую сеть или по витой паре.

32-х битное многозадачное программное обеспечение включает в себе четыре прикладные функции: язык программирования DSP высшего уровня, программа проектирования аудиосистем, программа управления и работы в сети, программа диагностики DSP. Всё это делает MWare мощным программным продуктом в области цифрового звука на сегодняшний день. Библиотека MWare содержит сотни приборов готовых к использованию. Если же в ней нет того, что Вам нужно, то у Вас всегда есть возможность создать собственный прибор, на базе элементарных алгоритмов MediaMatrix.

IBM совместимый компьютер

Топология комплекса MediaMatrix всегда строиться по принципу центральный процессор - периферийные устройства, т.е. имеет ярко выраженный центр.

Центральный процессор MediaMatrix MainFrame, по сути, является промышленным специализированным процессором со 100-процентным горячим резервом основных, жизненно важных блоков и систем. Вставляемые в него специальные платы расширения, являются основой всей системы MediaMatrix. Именно в этих платах осуществляются все вычисления и операции с цифровым звуком. Блочно-модульная конструкция центрального процессора предоставляет широчайшие возможности по конфигурированию звуковой системы, делает удобным его обслуживание и позволяет проводить модернизацию системы с минимальными затратами времени и средств.

Серия системных блоков MediaMatrix имеет несколько уровней сложности которые различаются количеством плат цифровой обработки. Основные модели: Miniframe-108nt, Miniframe-208nt, процессоры Mainframe серии 700nt, Mainframe серии 900nt. Все системы MediaMatrix комплектуются высокомощной платой контроллера, жестким диском, дисководом под флоппи-диски и платой цифровой обработки сигнала, оснащенной четырьмя процессорами цифровой обработки сигнала Motorola 56002, подсоединенных к пассивному разъему для большей надежности. Системные блоки управляются эксклюзивной операционной системой цифрового звука MWare, разработанной компанией Peavey, которая работает во всем знакомой среде Windows.

На каждой системе MediaMatrix устанавливается операционная система цифрового звука MWare (версия 3,0 или выше). Эта мощнейшая операционная система позволяет дизайнеру спроектировать систему на экране, используя понятный графический интерфейс. Как только дизайн готов, та же самая операционная система позволяет пользователю регулировать параметры системы с помощью легкого в использовании рабочего экрана. Внешний вид процессорного блока MediaMatrix показан на рис. 1.3

Платы цифровой обработки

Платы цифровой обработки серии MM-DSP являются сердцем аппаратно-программного комплекса MediaMatrixT. На каждой плате установлено по 4 процессора MotorolaR 56002, суммарное быстродействие которых превышает 100 миллионов операций в секунду. В платах MM-DSP реализована эксклюзивная технология кодирования V-Stac, позволяющая удваивать эффективность использования математических ресурсов процессоров. Каждая плата обеспечивает по 32 аудио входа и выхода и осуществляет 24-битную обработку звукового сигнала. С целью повышения точности передачи сигнала расчет параметров фильтров (центральная частота, форма и крутизна характеристики) осуществляется с удвоенной точностью. Внешний вид процессорного платы DSP показан на рис. 1.4

Серия MM-DSP состоит из двух моделей. Первая, MM-DSP-AES используется для обработки сигналов, поступающих на плату в стандартном цифровом аудио формате AES-EBU (до 16 AES3 стерео каналов на плату). Сигналы вводятся на MM-DSP-AES через развязывающий трансформаторный интерфейс 16XT AES/EBU. Вторая модель, MM-DSP-CN разработана для сигналов транслируемых через локальную сеть Ethernet. Ввод/вывод сигнала на MM-DSP-CN осуществляется с помощью цифровых модулей серии CAB. Эти устройства обеспечивают интерфейс между аналоговым звуком и стандартной 10/100T сетью Ethernet с помощью протокола обмена данных CobraNet.

Для плат MM-DSP частота сэмплирования устанавливается программным способом. При этом она должна соответствовать частоте сэмплирования используемой модели цифрового интерфейса. Существует три опции: 32, 44.1, 48 кГц. Для плат MM-DSP-AES также обеспечивается возможность пользовательского выбора частоты сэмплирования. В этом случае она определяется частотой сэмплирования источника цифрового сигнала AES-EBU. Платы MM-DSP-CN используют только наивысшую частоту - 48 кГц.

Спецификация

·          Количество цифровых аудио каналов

·          до 32 входов и 32 выходов (все модели)

·          Тип и количество процессоров DSP

·          Motorola 56002 по 4 шт. на плату

·          Разрешение обработки

·          24 бита

Частота сэмплирования

·          MM-DSP-AES: 32, 44.1, 48 кГц (программно)

·          MM-DSP-CN: 48 кГц

Быстродействие

·          MM-DSP-AES: 136 MIPS

·          MM-DSP-CN: 168 MIPS

Пропускающая способность цифровой шины

·          256 каналов между платами

·          256 каналов между процессорами (чипами)

Технология кодирования

·          V-Stoc

Коммутационные разъемы

·          MM-DSP-AES: 1 штука DB-37 ("мама") на плате + 1 штука на дополнительной плате (входит в комплект)

·          MM-DSP-CN: 1 штука. RJ-45

Вес

·          450 г (все модели)

Потребляемая мощность

·          25 Вт

Теплоотдача

·          24 Вт

Устройства (интерфейсы) преобразования аналоговых, цифровых сигналов в специальный формат для передачи по волоконно-оптическим линиям и витой паре и обратного преобразования

В оборудовании MediaMatrix существует два типа оборудования CobraNet , это:

·          встраиваемые в центральный процессор платы расширения DSP - CN , в которых помимо всех вычислительных операций осуществляется конвертация цифрового звукового сигнала в специальный формат для передачи по сети CobraNet;

·          Интерфейсы-конверторы CAB 16i , CAB 16o , CAB 8i , CAB 8o, CAB 16d и X - Bridge, выполняющие обратную конвертацию из формата CobraNet в аналоговый или цифровой (AES / EBU ) формат, в зависимости от модели.

Всё выше причисленное оборудование построено по одинаковому технологическому принципу, это принцип наглядно проиллюстрирован на

Интерфейсы-конверторы оборудования MediaMatrix T , делаться на четыре категории:

·          аналого-цифровой - CAB 16i , CAB 8i;

·          цифро-аналоговый - CAB 16o , CAB 8o;

·          цифро-цифровой - CAB 16d;

·          аналогово-цифро-аналоговый мост-интерпретатор X – Bridge (16XT AES/EBU).

Модели CAB-8i и CAB-8o представляют собой 8- канальные интерфейсы для передачи сигналов по сети Ethernet аналоговыми звуковыми устройствами и платами MM-DSP, установленными в центральном процессоре аппаратно-программного комплекса MediaMatrix. Высокое качество передачи, отсутствие компрессии, ошибок и «выпадения» сигналов обеспечивается специальным протоколом передачи аудио сигнала CobraNet, разработанным для применения в сетях 100BaseT Ethernet.

CAB 8i располагает 8 симметричными аналоговыми входами, чувствительность которых позволяет подавать на них сигналы как микрофонного, так и линейного уровня. Коэффициент усиления для каждого канала независимо регулируется в пределах от –9 до +60 дБ с шагом 1 дБ. На каждом канале предусмотрен независимый источник фантомного питания 48 В и постоянный аттенюатор («pad») сигнала 20 дБ. Включение этих функций, как и регулировка коэффициента усиления осуществляется программным способом. Преобразованные в цифровую форму сигналы CAB-8i отправляет в сеть Ethernet и дальше на центральный процессор MediaMatrix.

CAB-8o имеет 8 симметричных аналоговых выходов. Интерфейс принимает по сети Ethernet обработанный на платах MM-DSP сигнал, преобразует его в аналоговую форму и подает на оконечные устройства 8 независимых сигналов.

Помимо звуковых оба устройства также имеют в своем составе: 8 управляемых по напряжению входных портов, 8 логических выходных портов, 8 управляемых программным способом реле, порт RS-485 и два параллельных порта синхронизации BNC.

Модели CAB-16i и CAB-16o представляют собой 16-канальные интерфейсы для передачи сигналов по сети Ethernet аналоговыми звуковыми устройствами и платами MM-DSP, установленными в центральном процессоре аппаратно-программного комплекса MediaMatrix. Высокое качество передачи, отсутствие компрессии, ошибок и «выпадения» сигналов обеспечивается специальным протоколом передачи аудио сигнала CobraNet, разработанным для применения в сетях 100BaseT Ethernet.

CAB 16i располагает 16 симметричными аналоговыми линейными входами, каждый из которых снабжен индивидуальным светодиодным индикатором уровня на передней панели устройства. Регулировка коэффициента усиления для каждого канала осуществляется программным способом. Преобразованные в цифровую форму сигналы CAB-16i отправляет в сеть Ethernet и дальше на центральный процессор MediaMatrix.

CAB-16o имеет 16 симметричных аналоговых выходов. Интерфейс принимает по сети Ethernet обработанный на платах MM-DSP сигнал, преобразует его в аналоговую форму и подает на оконечные устройства 16 независимых сигналов.

Помимо звуковых входов и выходов оба устройства также имеют в своем составе порт управления RS-485.

Похожие работы

Корпоративные сети

Скачать

515112

3

0

... СУБД; можно управлять распределением областей внешней памяти, контролировать доступ пользователей к БД и т.д. в масштабах индивидуальной системы, масштабах ограниченного предприятия или масштабах реальной корпоративной сети. В целом, набор серверных продуктов одиннадцатого выпуска компании Sybase представляет собой основательный, хорошо продуманный комплект инструментов, которые можно ...

Проект информационно-вычислительной сети Мелитопольского межрайонного онкологического диспансера

Скачать

200225

20

0

... коммуникационного центра. 51 1. Реферат. В целях комплексной автоматизации документооборота, а также повышения качества диагностики и лечения онкологических больных в Мелитопольском межрайонном онкологическом диспансере, разработан проект информационно-диагностической системы, предназначенной для оперативного ввода, анализа и хранения графической, текстовой лечебно-диагностической информации и ...

Организация сети передачи голоса по IP протоколу на базе распределенной локальной вычислительной сети АГУ

Скачать

131443

11

23

... » трафик, традиционный для телефонных сетей общего пользования. Для этого преобразования используются сигнальные процессоры называемые DSP-кодеками. Рис. 3.3. Сеть передачи голоса по IP протоколу на базе локальной вычислительной сети и ЦАТС АГУ. Оператор предоставления услуг IP телефонии города Москва. Вторая функция, выполняемая маршрутизатором - функция коммуникационного сервера Cisco ...

Высокоскоростные сети

Скачать

142396

4

1

... и в старых версиях Ethernet, а кабельные системы этих стандартов совместимы, для перехода к 100BaseT от 10BaseT требуются меньшие капитальные вложения, чем для установки других видов высокоскоростных сетей. Кроме того, поскольку 100BaseT представляет собой продолжение старого стандарта Ethernet, все инструментальные средства и процедуры анализа работы сети, а также все программное обеспечение, ...