| ---進(jìn)化論宣稱,基因突變是進(jìn)化過程中的突發(fā)巨變,是一種跨越物種的過渡形態(tài)。數(shù)字音頻市場也經(jīng)歷了類似的基因突變。半導(dǎo)體設(shè)計和數(shù)字信號處理的最新技術(shù)發(fā)展相結(jié)合降低了成本,加快了新型網(wǎng)絡(luò)數(shù)字音頻產(chǎn)品的上市時間。這兩種技術(shù)的結(jié)合不僅使制造現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)數(shù)字音頻產(chǎn)品的成本降低,而且創(chuàng)造了把數(shù)字處理與網(wǎng)絡(luò)數(shù)字音頻結(jié)合在一起的可通過網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行控制和管理的新一代產(chǎn)品。同時,制造商們可以在中檔和低檔產(chǎn)品中提供這些優(yōu)勢,吸引那些因先前價格昂貴而望而卻步的消費者投資于數(shù)字網(wǎng)絡(luò)。
---下面簡要回顧數(shù)字音頻處理技術(shù)的進(jìn)化歷程,這將有助于我們了解該技術(shù)發(fā)展過程中的重要里程碑及其突破所帶來的商業(yè)利益。 一、數(shù)字音頻網(wǎng)絡(luò)克服了復(fù)雜的音頻安裝方面模擬系統(tǒng)的局限性
---在模擬音頻系統(tǒng)中,音頻信號按照專用的路徑運行,每一個音頻軌道都要與一條音頻電纜相連。在多房間和長距離的安裝過程中,音頻設(shè)備往往需要通過矩陣交換、分布式放大器和接線板連接在一起。對音頻內(nèi)容的管理和監(jiān)控,以及對系統(tǒng)設(shè)備的控制也需要附加硬件設(shè)備和電纜。而且在模擬系統(tǒng)中,系統(tǒng)的重新配置是一個復(fù)雜而耗時的過程。如果系統(tǒng)安裝完成后出現(xiàn)任何問題,往往需要繁復(fù)的檢查和重新連接電纜。所有這些無疑都將增加成本。
---數(shù)字音頻網(wǎng)絡(luò)是利用基于以太網(wǎng)的硬件、軟件及傳輸協(xié)議實現(xiàn)的,它極大地簡化了網(wǎng)絡(luò)設(shè)計、安裝和設(shè)備的管理。在基于以太網(wǎng)的音頻網(wǎng)絡(luò)中,相同軌道上的音頻和控制數(shù)據(jù)通常是在單CAT-5e 非屏蔽雙絞線中傳送的,這樣就極大地降低了導(dǎo)管和安裝的成本。每個網(wǎng)絡(luò)音頻設(shè)備都可以在同一個以太網(wǎng)上進(jìn)行獨立的監(jiān)控。因為以太網(wǎng)在數(shù)字音頻網(wǎng)絡(luò)中是音頻傳輸?shù)闹袠?位于網(wǎng)絡(luò)中心的以太網(wǎng)控制交換器可為音頻網(wǎng)絡(luò)提供同樣的路由功能,該功能與其在數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)中的傳統(tǒng)功能相似。網(wǎng)絡(luò)數(shù)字音頻可以輸出到單個或多個目的地。以太網(wǎng)交換器首先讀取地址信息并把數(shù)字音頻準(zhǔn)確地傳送到目的地。音頻路由的改變不再需要人工接線或購買昂貴的音頻路由器;正相反,改變音頻路由現(xiàn)在只需更改地址信息就可以了,而更改地址信息可以輕易地在瞬間完成。
---總而言之,數(shù)字音頻網(wǎng)絡(luò)可以更低的價格提供更大程度的靈活性和可靠性。
---鑒于音頻工程師和設(shè)備設(shè)計師已經(jīng)了解了數(shù)字音頻網(wǎng)絡(luò),很難想像今天還會有人繼續(xù)設(shè)計模擬音頻系統(tǒng)。但具有諷刺意味的是,應(yīng)用模擬系統(tǒng)的音頻傳送和互聯(lián)仍不鮮見。音頻工程師之所以延遲對數(shù)字音頻網(wǎng)絡(luò)的全面使用,主要有兩個深層次的原因：其一,因為認(rèn)可的標(biāo)準(zhǔn)還未出臺,因而存在大量專有和互不兼容的設(shè)計方案。其二,因為每一個節(jié)點的設(shè)計成本不菲,因而限制了數(shù)字音頻網(wǎng)絡(luò)在市場上的廣泛普及。所幸的是,技術(shù)的進(jìn)化同時解決了這兩個難題。新出現(xiàn)的進(jìn)化“物種”就是CobraNet技術(shù)。 二、標(biāo)準(zhǔn)誕生
---以太網(wǎng)是全球范圍局域網(wǎng)的重要標(biāo)準(zhǔn)。而更為靈活、性價比更高的數(shù)字音頻網(wǎng)絡(luò)就是運用以太網(wǎng)的傳輸協(xié)議作為其系統(tǒng)搭建、控制和管理的主要架構(gòu)。
---盡管以太網(wǎng)是決定音頻網(wǎng)絡(luò)效率高低和協(xié)作性能好壞的基礎(chǔ),模擬音頻信號還是不能很容易地被轉(zhuǎn)換成數(shù)據(jù)并在標(biāo)準(zhǔn)的以太網(wǎng)絡(luò)中傳輸,這是因為音頻信號時效性極強。在音頻網(wǎng)絡(luò)中,數(shù)據(jù)包的延遲發(fā)送將導(dǎo)致音頻信號的流失和不連貫。也就是說,音頻信號的質(zhì)量可能會起伏不定。以太網(wǎng)是一種異步技術(shù),因而它不具備實時概念。以太網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)傳送管理也是“非確定性的”,這意味著以太網(wǎng)不能百分之百地保證某一數(shù)據(jù)包的及時送達(dá)。因此運行良好的音頻網(wǎng)絡(luò)必須要有某種確定性的時效機(jī)制。
---CobraNet技術(shù)就可以提供這樣的機(jī)制。CobraNet網(wǎng)絡(luò)的物理架構(gòu)是標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng);但是,CobraNet技術(shù)可以在標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)上傳送等時或軟時鐘特性的數(shù)據(jù)流。等時數(shù)據(jù)流具有時間敏感性和確定性兩大特點。網(wǎng)絡(luò)中的一個CobraNet器件充當(dāng)該網(wǎng)絡(luò)中其他CobraNet器件的“指揮官”。這個指揮官不僅發(fā)送保持整個系統(tǒng)同步的“拍子包”,而且是整個音頻網(wǎng)絡(luò)的主控制器。數(shù)字音頻網(wǎng)絡(luò)中的音頻輸入和輸出延遲限制在1.33ms, 2.66ms 或5.33 ms。
---CobraNet技術(shù)建立了一個可與標(biāo)準(zhǔn)互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)共存的傳遞音頻數(shù)據(jù)的實時網(wǎng)絡(luò),用來監(jiān)控和管理網(wǎng)絡(luò)中其他需要調(diào)節(jié)的數(shù)據(jù)流。與其他數(shù)字音頻技術(shù)相比,CobraNet技術(shù)最主要的優(yōu)勢包括：
● 迥異于其他基于以太網(wǎng)的數(shù)字音頻網(wǎng)絡(luò)技術(shù),CobraNet可與現(xiàn)有的以太網(wǎng)架構(gòu)和數(shù)據(jù)流共存（而其他技術(shù)都需要獨立的網(wǎng)絡(luò)）;
● CobraNet 網(wǎng)絡(luò)可真正實現(xiàn)將音頻信號從網(wǎng)絡(luò)中的任一點傳送到任一其他點;
● CobraNet 網(wǎng)絡(luò)是一種容錯技術(shù),如果它發(fā)現(xiàn)某條線路斷開,將自動切換到網(wǎng)內(nèi)另一條路徑;
● CobraNet 網(wǎng)絡(luò)可與信息技術(shù)集成,通過業(yè)界標(biāo)準(zhǔn)的簡單網(wǎng)絡(luò)管理協(xié)議（SNMP）對網(wǎng)上設(shè)備進(jìn)行管理;
● CobraNet 技術(shù)使用同一網(wǎng)絡(luò)管理信息,因而不需單獨的連線向網(wǎng)上其他設(shè)備發(fā)送指令;
● CobraNet 技術(shù)可提供雙向音頻、控制和監(jiān)控功能。
---CobraNet 技術(shù)解決了以太網(wǎng)傳送數(shù)字音頻的固有缺陷,使以太網(wǎng)成為音頻設(shè)備賴以共存的基礎(chǔ)。協(xié)作性是業(yè)內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)的重要目標(biāo)。CobraNet 技術(shù)以其成功的記錄和裝機(jī)量獲得了廣泛認(rèn)可,已成為音頻設(shè)備制造商的首選。這個業(yè)界重要標(biāo)準(zhǔn)的實現(xiàn),克服了在廣闊的市場采用數(shù)字音頻網(wǎng)絡(luò)的首要障礙。 三、傳統(tǒng)模式：CobraNet模塊 + IP許可 = 高檔產(chǎn)品設(shè)計
---因為數(shù)字音頻網(wǎng)絡(luò)是最佳的設(shè)計手段,而且CobraNet事實上已是音頻網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品的業(yè)界標(biāo)準(zhǔn),那么音頻設(shè)備設(shè)計工程師一定要利用CobraNet 技術(shù)設(shè)計所有的產(chǎn)品。這種說法正確嗎？不盡然。直到最近,音頻設(shè)備設(shè)計工程師還只能在高檔產(chǎn)品中采用CobraNet 技術(shù),因為要在較低檔產(chǎn)品中應(yīng)用CobraNet 技術(shù),每個設(shè)備的設(shè)計成本非常昂貴。
---在剛推出時,其價格包括CobraNet模塊的成本、預(yù)先支付的技術(shù)許可費和每一軌道所需的專利使用費。在這種定價模式下,系統(tǒng)內(nèi)的軌道越多,實現(xiàn)節(jié)點的成本就越高。不包括許可費,采用CobraNet技術(shù)的每個節(jié)點的材料成本（BOM）就高達(dá)250美元。相對昂貴的BOM限制了設(shè)備制造商在較底價的產(chǎn)品中使用CobraNet技術(shù)。這種成本結(jié)構(gòu)使在控制臺或信號處理器等主要系統(tǒng)中采用CobraNet技術(shù)是有意義的,因為CobraNet接口增加了產(chǎn)品的成本,但是也因此喪失了中等價位和低價位設(shè)備的整塊市場。這種定價也進(jìn)一步妨礙了制造商開拓成本敏感的市場。而在這塊市場中,CobraNet技術(shù)可部署到現(xiàn)有的IP網(wǎng)絡(luò)中,以提供高質(zhì)量的音頻;同時還可充分利用CobraNet技術(shù)的能力使以太網(wǎng)與數(shù)據(jù)流共存。 四、新模式：CobraNet + 硅 = 任意產(chǎn)品設(shè)計
---意外的發(fā)現(xiàn)總會催生某種最好的技術(shù)想法。在這個案例中,當(dāng)CobraNet技術(shù)的開發(fā)商Peak Audio想在硅片上重新設(shè)計其模塊產(chǎn)品時,恰巧音頻系統(tǒng)混合信號產(chǎn)品設(shè)計專家Cirrus Logic公司想拓寬其集成電路產(chǎn)品線以應(yīng)付新的市場需求。兩家公司都深刻理解音頻原始設(shè)備制造商和最終消費者對完善的功能、設(shè)計簡易、成本低廉和標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一的產(chǎn)品的訴求,共同的目標(biāo)促成了雙方的合作。通過融合主要的功能,一種新型的基于DSP的CobraNet片上系統(tǒng)——CobraNet CS181xxx硅系列IC誕生了。
---這種創(chuàng)新設(shè)計在硅片上包含了大多數(shù)CobraNet電路。板上元件包括通用異步收發(fā)器（UART）、可編程式內(nèi)存控制器、靜態(tài)隨機(jī)存取存儲器（SRAM）、12軌道直接存取存儲器（DMA）、外部電壓控制晶振控制器（VCXO）、可選的連接產(chǎn)品內(nèi)部CPU的高速并行主接口,以及高性能數(shù)字信號處理器（DSP）。這意味著設(shè)計師們能夠?qū)obraNet集成電路安裝在任意一個數(shù)字音頻產(chǎn)品的主板上,并且可以選擇最適合其設(shè)計的以太網(wǎng)連接器。產(chǎn)品尺寸的縮小和成本的降低預(yù)示著CobraNet技術(shù)可以應(yīng)用于更多面向消費者的音頻設(shè)備、天花板音箱、內(nèi)部通話系統(tǒng)、音響放大器和傳呼系統(tǒng)中。
---CobraNet網(wǎng)絡(luò)數(shù)字音頻處理IC有2×2、8×8和16×16軌道三種型號,支持48 kHz至96 kHz的采樣率。三種芯片可提供以太網(wǎng)上多種16、20或24位的音頻連接。網(wǎng)上的任何設(shè)備都可進(jìn)行雙向音頻管理和監(jiān)控。該IC與外部VCXO一起可提供錄音室質(zhì)量等級的低抖動時鐘音源,而且支持關(guān)鍵任務(wù)應(yīng)用的單雙向以太網(wǎng)連接。未來CobraNet硅系列IC（CS1811xx）產(chǎn)品將通過進(jìn)一步的集成增加其價值。這些片上系統(tǒng)將提供可選的板上可編程32位定點DSP內(nèi)核,可提供100 MIPS的處理能力,使設(shè)計師不需獨立的處理芯片就可在其產(chǎn)品中實現(xiàn)更強的信號處理功能。
---這些新型數(shù)字音頻處理器IC真正的革命性在于其無需預(yù)先支付許可費或每一軌道的使用費。有了CobraNet硅系列IC,實現(xiàn)整個CobraNet的每個設(shè)備的成本可由以前的250美元降至不到25美元,這是非常大的成就。大幅度降低的成本可使設(shè)備設(shè)計師從成本角度重新審視除了較高價格的產(chǎn)品外,還可以把CobraNet硅系列IC應(yīng)用到價格低得多的產(chǎn)品中的問題。在新的價格模式下,音頻設(shè)備制造商可以迎接之前可望不可及的數(shù)字音頻網(wǎng)絡(luò)新市場的挑戰(zhàn);例如,小型家用錄音室、小型現(xiàn)場演奏會,甚至教堂音響系統(tǒng)。這些既需要音頻又需要數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)的商用建筑也是這種新型的、價格低廉的小型網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的主要消費市場。 五、“物種”的快速繁衍
---兩大音頻技術(shù)領(lǐng)先公司的合作帶來的“基因突變”使數(shù)字音頻傳輸技術(shù)發(fā)展成為一個完整集成的片上系統(tǒng),它加快了產(chǎn)品設(shè)計,進(jìn)一步降低了成本,幫助設(shè)計師們在許多新產(chǎn)品中加入網(wǎng)絡(luò)智能。商用網(wǎng)絡(luò)音頻設(shè)備市場價值30億美元,而且增長迅速。無論是錄音室、現(xiàn)場演奏或是商用建筑,由于可在整個建筑中構(gòu)建音頻系統(tǒng)而使信號處理和放大設(shè)備在整個建筑中的部署成為可能,這將進(jìn)一步推動商用網(wǎng)絡(luò)音頻設(shè)備市場的發(fā)展。現(xiàn)在,音頻設(shè)備制造商已在積極地從模擬網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)向數(shù)字網(wǎng)絡(luò)。對于設(shè)計師來說,現(xiàn)在的問題不是你是否要應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)數(shù)字音頻,而是你何時開始應(yīng)用它,答案就是現(xiàn)在。 作者簡介
---Ray A. Rayburn是Cirrus Logic公司尖端音頻部應(yīng)用工程師兼高級顧問。Rayburn先生在音頻領(lǐng)域有38年的經(jīng)驗,是音頻產(chǎn)品界著名的泰斗級人物,為全球一些知名的體育館、法院、教堂和會議中心設(shè)計過音響系統(tǒng)。他現(xiàn)任音頻工程協(xié)會互聯(lián)標(biāo)準(zhǔn)委員會主席,同時也是美國國家聲學(xué)學(xué)會的會員。 |
