Efe Zoroğlu
Müdavim
- Katılım
- 24 Mayıs 2007
- Mesajlar
- 1,274
- Reaksiyon puanı
- 7
- Puanları
- 0
MP3 Çalıcıların Yapısı, Programlanması MP3 Ses Sıkıştırma Teknolojisi
MP3 Nedir?
MP3, müzik endüstrisinin bugüne kadar gördüğü en heyecan verici fenomendir. MPEG (Motion Pictures Experts Group) Layer 3'ün kısaltmasıdır. Yaklaşık Audio CD kalitesinde olan fakat 10 – 12 kat daha az yer kaplayan ses sıkıştırma formatıdır.
İlk önceleri oldukça masumane görülen Mp3'e dönüştürme işlemi, kullanıcıların kendi yaptıkları mp3 dosyalarını arkadaşlarına ve dostlarına da göndermesiyle farklı bir boyuta ulaştı. Bugün Mp3 dosyalarının CD ve kaset satışlarını olumsuz yönde etkilemeye başlaması dolayısıyla, Mp3 dosyaları ilk zamanki gibi yaygın olarak dağıtılamıyorlar.
Eski ses formatları olan wav, pcm, voc, au, snd ile Audio CD kalitesinde 3-5 dk ses için 50 - 70 mb disk alanı gerekirken yeni ses formatları olan mp3, mp4, mp3pro, ogg, wma ile yaklaşık aynı kalitede 3-5 dk ses için 3-5 mb disk alanı yeterli olmaktadır.
Ses dosyaları sıkıştırmada “Perceptual Noise Shaping” algoritması kullanılır.Mp3 algoritması, insan kulağınının duyma modeline benzerdir. Örneğin bazı frekansları insan kulağı duyamaz, bazı frekansları diğerlerinden daha iyi duyar, eğer aynı anda çalan iki sesten yüksek sesli olanı diğerinden daha iyi duyarız.
İnsan kulağının duyamayacağı sesler silinerek sadece duyabileceği sesler bırakılarak dosya boyutu küçültülmüş olur. Normal duyma aralığı 500Hz-2KHz arasındadır. MP3 formatı, 1987 yılında Fraunhofer IIS tarafından geliştirilmeye başlandı. ISO-MPEG Audio Layer-3 (IS 11172-3 and IS 13818-3) ile standart haline geldi. Bu standartlar :
US5285498: Method and apparatus for coding audio signals based on perceptual model
US5481614: Method and apparatus for coding audio signals based on perceptual model
US5579430: Digital encoding process
US5040217: Perceptual coding of audio signals
Ses sinyalleri filtrelerle alt 32 banda ayrılır.Band üzerindeki işaretler maskelenir. Güç maskeleme threshold değeri altında ise şifrelenmez. Gerekli olan bit sayısı belirlenir ve bit stream olarak dönüştürülür.
MP3 Çalıcılar
MP3 formatının popüler olmasıyla beraber, bu teknolojinin mobil (taşınabilir) sistemlerde de kullanılabilmesi (özellikle müzik sektöründe) gündeme gelmiştir. Teknik olarak, MP3 çalıcılar, MP3 formatındaki ses kayıtlarının donanımsal olarak çözülmesine dayanır.
Mp3 Çalıcı Parçaları
Veri portu
Hafıza
Mikroişlemci
Sayısal İşaret İşleyicisi (DSP)
Ekran
Playback kontrolleri
Ses portu
Amplifier
Güç kaynağı
Kullanılan hafıza çeşitleri dahili flash bellek, CompactFlash kartları,SmartMedia kartları, MemoryStick kartları, Dahili MicroDrive, Iomega PocketZip çıkarılabilir belleklerdir.Son ikisi hariç diğer bellekler solid state olarak adlandırılır. Yani hareket eden parçaları yoktur, bu da güvenlik sağlar ve müziklerde atlamayı önler.
Mikroişlemci, mp3 çalıcının beynidir. Playback kontrolleri ile kullanıcının girdilerini alır ve o anda çalan parçayı LCD panelde gösterir ve DSP chipine gerekli olan verileri yollayarak sesin işlenmesini sağlar. DSP hafızadan şarkıyı çeker ve istenirse bazı efektler (EQ) uygulayarak amplifier’e gönderir. DSP bir sıkıştırmayı açma algoritması kullanarak, MP3 dosyasını ham sese çevirir ve digital-analog çeviriciye (DAC) yollar. Amplifier gelen sesleri güçlendirerek ses portuna gönderir.
Pek çok portatif mp3-çalıcılar AA ve AAA piller ile çalışır. Bu da 10-12 saat dinleme süresi demektir. Pek çok mp3 çalıcı AC adaptörler ile de çalışabilir. Küçük harddisk sürücüleri kullanan mp3 çalıcılar, flash bellek kullananlara göre 100-150 kat daha fazla depolama kapasitesine sahiptirler.
MP3 Çalıcıların Tasarımı
A) PJRC
Bir FPGA’nın programlanarak mp3-decoder ve firmware işlemini yerine getirmesinden müteşekkil, FAT32 harddisklerden dosya okuyabilecek şekilde tasarlanmış stand-alone çalışabilen mp3-player tasarımıdır.
Home Stereo/Theater sistemleri line-level çıkışlar kullanır. Daha iyi kalitede ses için son seviye DVD çalıcılarda kullanılan 24-bit DAC’lar kullanılmalıdır. Ultra-yüksek kalitede MP3 bit oranları (256 ve 320 Kbps) bu DAClar tarafından desteklenmektedir.
Taşınabilir uygulamalar kulaklık ve piller ile çalıştırılır. Taşınabilir sistemlerde bu yüzde 4 AA pil ile çalışabilecek güç kaynakları tasarlanmalıdır. Büyük DRAM buffer kullanılmasının sebebi, sistemi uyku modunda tutarak pil ömrünü uzatmaktır.
Çalıcının kontrollerinde en az 6 buton bulunmalıdır. Ör: sonraki dosya, çal/duraklat, önceki dosya, rastgele mod, ses artırma, ses azaltma.
LCD ekranlar kullanıcıya çalıcının durumunu göstermek için mutlaka mp3 çalıcı tasarımlarında kullanılmalıdır.
Tasarlanan MP3 çalıcı uyumluluğu artırmak için FAT32 dosya sistemine sahip disklerden okuma yapabilmelidir. Ancak standart mp3 çalıcıların doğrusal “raw sector” kuyruk sektörleri yaklaşımını kullanmaz.
Mp3 çalıcı tasarımda iki güç girişi bulunmaktadır. DC güç jakları 9-15 V DC gerilim kabul eder ve 2pin başlık 4.5-6 V arasındaki regüleli olmayan gerilimleri kabul eder. Daha yüksek seviyeleri desteklemesinin sebebi araba akümülatörlerinde de çalışabilmesi içindir.
Mp3 çalıcı 72 pin SIMM beleklerden 4,8,16 veya 32 mb’lık olanların kullanımı için tasarlanmıştır. Daha önce bahsedildiği gibi büyük bellek kullanımı pil tasarrufu sağlayacaktır.
Mp3 çalıcı mümkün olduğunca küçük olmalıdır. Çalıcı devre 15cm den daha büyük olmamalıdır.
Mp3 çözücü devre programlanabilir olup, firmware yazılım güncelleştirmelerine açık olmalıdır.
Mp3 çalıcının işletim sistemi olarak PJRC.COM tarafından yazılan açık-kaynak kodlu, GPL lisanslı firmware tercih edilebilir. Bu yazılım tamamen C programlama dili ile yazılmış olup, kodları açıktır. [hide]http://www.pjrc.com/tech/mp3/firmware.html[/hide]
MP3 Nedir?
MP3, müzik endüstrisinin bugüne kadar gördüğü en heyecan verici fenomendir. MPEG (Motion Pictures Experts Group) Layer 3'ün kısaltmasıdır. Yaklaşık Audio CD kalitesinde olan fakat 10 – 12 kat daha az yer kaplayan ses sıkıştırma formatıdır.
İlk önceleri oldukça masumane görülen Mp3'e dönüştürme işlemi, kullanıcıların kendi yaptıkları mp3 dosyalarını arkadaşlarına ve dostlarına da göndermesiyle farklı bir boyuta ulaştı. Bugün Mp3 dosyalarının CD ve kaset satışlarını olumsuz yönde etkilemeye başlaması dolayısıyla, Mp3 dosyaları ilk zamanki gibi yaygın olarak dağıtılamıyorlar.
Eski ses formatları olan wav, pcm, voc, au, snd ile Audio CD kalitesinde 3-5 dk ses için 50 - 70 mb disk alanı gerekirken yeni ses formatları olan mp3, mp4, mp3pro, ogg, wma ile yaklaşık aynı kalitede 3-5 dk ses için 3-5 mb disk alanı yeterli olmaktadır.
Ses dosyaları sıkıştırmada “Perceptual Noise Shaping” algoritması kullanılır.Mp3 algoritması, insan kulağınının duyma modeline benzerdir. Örneğin bazı frekansları insan kulağı duyamaz, bazı frekansları diğerlerinden daha iyi duyar, eğer aynı anda çalan iki sesten yüksek sesli olanı diğerinden daha iyi duyarız.
İnsan kulağının duyamayacağı sesler silinerek sadece duyabileceği sesler bırakılarak dosya boyutu küçültülmüş olur. Normal duyma aralığı 500Hz-2KHz arasındadır. MP3 formatı, 1987 yılında Fraunhofer IIS tarafından geliştirilmeye başlandı. ISO-MPEG Audio Layer-3 (IS 11172-3 and IS 13818-3) ile standart haline geldi. Bu standartlar :
US5285498: Method and apparatus for coding audio signals based on perceptual model
US5481614: Method and apparatus for coding audio signals based on perceptual model
US5579430: Digital encoding process
US5040217: Perceptual coding of audio signals
Ses sinyalleri filtrelerle alt 32 banda ayrılır.Band üzerindeki işaretler maskelenir. Güç maskeleme threshold değeri altında ise şifrelenmez. Gerekli olan bit sayısı belirlenir ve bit stream olarak dönüştürülür.
MP3 Çalıcılar
MP3 formatının popüler olmasıyla beraber, bu teknolojinin mobil (taşınabilir) sistemlerde de kullanılabilmesi (özellikle müzik sektöründe) gündeme gelmiştir. Teknik olarak, MP3 çalıcılar, MP3 formatındaki ses kayıtlarının donanımsal olarak çözülmesine dayanır.
Mp3 Çalıcı Parçaları
Veri portu
Hafıza
Mikroişlemci
Sayısal İşaret İşleyicisi (DSP)
Ekran
Playback kontrolleri
Ses portu
Amplifier
Güç kaynağı
Kullanılan hafıza çeşitleri dahili flash bellek, CompactFlash kartları,SmartMedia kartları, MemoryStick kartları, Dahili MicroDrive, Iomega PocketZip çıkarılabilir belleklerdir.Son ikisi hariç diğer bellekler solid state olarak adlandırılır. Yani hareket eden parçaları yoktur, bu da güvenlik sağlar ve müziklerde atlamayı önler.
Mikroişlemci, mp3 çalıcının beynidir. Playback kontrolleri ile kullanıcının girdilerini alır ve o anda çalan parçayı LCD panelde gösterir ve DSP chipine gerekli olan verileri yollayarak sesin işlenmesini sağlar. DSP hafızadan şarkıyı çeker ve istenirse bazı efektler (EQ) uygulayarak amplifier’e gönderir. DSP bir sıkıştırmayı açma algoritması kullanarak, MP3 dosyasını ham sese çevirir ve digital-analog çeviriciye (DAC) yollar. Amplifier gelen sesleri güçlendirerek ses portuna gönderir.
Pek çok portatif mp3-çalıcılar AA ve AAA piller ile çalışır. Bu da 10-12 saat dinleme süresi demektir. Pek çok mp3 çalıcı AC adaptörler ile de çalışabilir. Küçük harddisk sürücüleri kullanan mp3 çalıcılar, flash bellek kullananlara göre 100-150 kat daha fazla depolama kapasitesine sahiptirler.
MP3 Çalıcıların Tasarımı
A) PJRC
Bir FPGA’nın programlanarak mp3-decoder ve firmware işlemini yerine getirmesinden müteşekkil, FAT32 harddisklerden dosya okuyabilecek şekilde tasarlanmış stand-alone çalışabilen mp3-player tasarımıdır.
Home Stereo/Theater sistemleri line-level çıkışlar kullanır. Daha iyi kalitede ses için son seviye DVD çalıcılarda kullanılan 24-bit DAC’lar kullanılmalıdır. Ultra-yüksek kalitede MP3 bit oranları (256 ve 320 Kbps) bu DAClar tarafından desteklenmektedir.
Taşınabilir uygulamalar kulaklık ve piller ile çalıştırılır. Taşınabilir sistemlerde bu yüzde 4 AA pil ile çalışabilecek güç kaynakları tasarlanmalıdır. Büyük DRAM buffer kullanılmasının sebebi, sistemi uyku modunda tutarak pil ömrünü uzatmaktır.
Çalıcının kontrollerinde en az 6 buton bulunmalıdır. Ör: sonraki dosya, çal/duraklat, önceki dosya, rastgele mod, ses artırma, ses azaltma.
LCD ekranlar kullanıcıya çalıcının durumunu göstermek için mutlaka mp3 çalıcı tasarımlarında kullanılmalıdır.
Tasarlanan MP3 çalıcı uyumluluğu artırmak için FAT32 dosya sistemine sahip disklerden okuma yapabilmelidir. Ancak standart mp3 çalıcıların doğrusal “raw sector” kuyruk sektörleri yaklaşımını kullanmaz.
Mp3 çalıcı tasarımda iki güç girişi bulunmaktadır. DC güç jakları 9-15 V DC gerilim kabul eder ve 2pin başlık 4.5-6 V arasındaki regüleli olmayan gerilimleri kabul eder. Daha yüksek seviyeleri desteklemesinin sebebi araba akümülatörlerinde de çalışabilmesi içindir.
Mp3 çalıcı 72 pin SIMM beleklerden 4,8,16 veya 32 mb’lık olanların kullanımı için tasarlanmıştır. Daha önce bahsedildiği gibi büyük bellek kullanımı pil tasarrufu sağlayacaktır.
Mp3 çalıcı mümkün olduğunca küçük olmalıdır. Çalıcı devre 15cm den daha büyük olmamalıdır.
Mp3 çözücü devre programlanabilir olup, firmware yazılım güncelleştirmelerine açık olmalıdır.
Mp3 çalıcının işletim sistemi olarak PJRC.COM tarafından yazılan açık-kaynak kodlu, GPL lisanslı firmware tercih edilebilir. Bu yazılım tamamen C programlama dili ile yazılmış olup, kodları açıktır. [hide]http://www.pjrc.com/tech/mp3/firmware.html[/hide]
