Дни платформы аппаратных синтезаторов на чипе DSP 56k сочтены

Согласно официальной политике NXP (NXP Semiconductors — нидерландский производитель полупроводников) в конце жизни (EOL), они обеспечивают поставки в течение 15 лет с даты выпуска, поэтому чип, используемый в Virus TI2, DSP 56321 доступен до 2020, тот, что находится в Kemper Amp DSP 56720, заканчивается в 2023 году, и больше нет новых 56k DSP в дорожной карте NXP . Как упоминалось выше, компании, производящие традиционные чипы DSP, нацелены на растущие отрасли промышленности с использованием более современных технологий, а аудио больше не фокусируется , а также тип используемых процессоров изменился на чипы с низким потреблением ARM, FPGA и MCU. Таким образом, Motorola / Freescale / NXP / Qualcomm DSP в качестве вычислительной платформы в ближайшие годы станут менее актуальными и в конечном итоге исчезнут.

Как известно, большинство аппаратных синтезаторов построены на платформе 56k, такие как Access Virus, Nord и другие. Куда расти?
Можно перенести ассемблерный код Access Virus с одноядерного процессора на новейшие двухъядерные процессоры Symphony DSP.
Access, конечно, не выберет быстро устаревающую и небезопасную чип-платформу для своей следующей итерации вируса, даже в случае увеличения потенциальной производительности. К сожалению, вы не можете использовать концепцию будущего, когда дело доходит до технологических достижений, но некоторые новые процессоры, используемые в аппаратных устройствах (например, Analog Devices SHARC или Texas Instruments C6000 DSP или ARM-процессоры), были разработаны с помощью достойного компилятора C ++. ( Компилятор – это приложение, которое преобразует код, написанный программистом, в аппаратный конкретный машинный код, тогда как язык высокого уровня, такой как C ++, обеспечивает более высокий уровень абстракции при кодировании, что приводит к более простой разработке и более понятному и легко читаемому коду , по сравнению с языком низкого уровня, таким как Assembly . См. примеры : флэнджер, написанный в сборке 56k и в C ++ для ARM ). Это означает, что код, описывающий алгоритмы, создается на универсальном языке, в отличие от низкоуровневого кода сборки, написанного для платформ и зависимых от производителей платформ DSP. Архитектура 56k не была разработана для запуска машинного кода, скомпилированного из-под C ++, эта архитектура была специально создана для решения специальных аудиозадач , таких как: генераторы, свертки, фильтры, FFT. Все это запрограммировано, как и Вирус, на языке низкого уровня – ассемблере.

Существует компилятор C ++ для 56-разрядного DSP, но у него есть некоторые проблемы, и он, конечно, не будет достаточно эффективен для аудио в реальном времени по сравнению с Assembly … но главное, что, скорее всего, не существует кода на C ++ полностью описывающего алгоритмы синтеза Вируса, так как он всегда разрабатывался с использованием специальной сборки 56k. Это означает, что для запуска алгоритмов Virus в новой, долгосрочной и аналогичной мощной вычислительной платформе (например, ARM) потребуется перезаписать свой код на языке программирования высокого уровня (C / C ++) .

Это одна из причин (но, вероятно, не самая важная, см. Ниже), поэтому мы вряд ли увидим что-то новое от компаний производителей синтезаторов, ранее использовавших платформу 56k DSP. За исключением DSP 56311 и DSP 56321, остальные чипы старой платформы «не рекомендуются для нового дизайна», и не существует нового чипа 56k, превосходящего Symphony DSP. Бессмысленно разрабатывать новый продукт, используя те же старые чипы ( обновления программного обеспечения отличные, но ни одна компания не делает это серьезно, кроме Access и Mystery Islands Music), поэтому единственный шанс для некоторых производителей – расширить доступность своего продукта на основе DSP: продать их как можно больше. Во всяком случае, настоящий аналог – это игра, и эксперименты с новыми архитектурами процессоров до сих пор принесли некоторые небольшие результаты, например, Waldorf Rocket и Streichfett, использующих процессор ARM Cortex-M.

В общем, бессмысленно строить какой-либо будущий план на 56k, будущее платформ SHARC и TI DSP неопределенно, поэтому, возможно, ARM – единственный способ для современных мобильных чипов. Нет никаких сомнений: новейшая архитектура 56-мегапиксельной DSP по-прежнему подходит наилучшим образом в звуковой нише, ее производительность по-прежнему неплохая и сегодня. Даже если в ядрах FPGA / MCU было реализовано множество архитектурных функций DSP (например, арифметика насыщения, Harward Architecture, Multiply-Accumulate), все еще есть компоненты, уникальные и адаптированные для 64-разрядных алгоритмов DSP (расширенная архитектура с двумя шинами Harward, zero overhaed looping, выделенные режимы адресации, аппаратная реализация деления по модулю, обратная адресация с битовым обратным преобразованием, а также представление дробного числа).
Однако на веб-сайте Kemper есть предложение о работе для C ++ программиста, которое висит уже много лет, это, по-видимому, больше связано с разработкой программных частей их продуктов, а именно с Cab Maker и Rig Manager для Kemper Amp и Virus Control для Вирус TI. Access / Kemper Music являются экспертами в области алгоритмов, обладают уникальными знаниями в области синтеза музыки и с постоянно занимаются разработками в течение 20 лет, но все это реализовано на платформе 56k DSP с использованием оптимизированной сборки, которая уже является тупиком, по крайней мере, в случае любого будущего синтезатора типа Вирус.

Перенести алгоритмы вируса на C ++ , безусловно, возможно, но:

  • это требует документировать все алгоритмы со всеми его качественными / количественными атрибутами, которые затем могут быть преобразованы в любой язык высокого уровня (например, код на C ++) и прототипирование на новой плате разработчиков ЦП с использованием конкретного компилятора.
  • есть инструменты для автоматического создания / полуавтоматической генерации кода , такие как встроенный кодер Matlab и Audio Weaver от DSP Concept, оба являются дорогостоящими генераторами кода на основе Matlab, это будет, скорее всего, огромной и конфиденциальной ручной задачей, переписывая их с нуля в C / C ++, чтобы обеспечить максимальную мобильность и возможность масштабирования с использованием новых аппаратных платформ.

ARM – это новое ключевое слово, когда речь идет об аудио с задержкой в ​​реальном времени для аппаратных устройств с низкой задержкой (просто упоминаются также последние микросхемы FPGA и MCU с функциями DSP). Вам не нужно программирование на чипсете нового поколения, но они не предназначены для этого, но для использования на языке высокого уровня. Программирование Bare-metal относится к случаю, когда не используется операционная система (в смысле некоторого распределения Linux или любой другой ОС), ваше приложение напрямую обращается к кремниевому чипу без какого-либо посредника, например ОС, что может значительно снизить производительность ,
Этот подход повлиял на поколения разработчиков 56-разрядных DSP. Люди действительно гордятся тем, что разработали оптимизированный вручную код, но вопрос в том, это действительно эффективно? Или просто используйте более мощный процессор с хорошим компилятором и сосредоточьтесь на задаче, а не на процессоре. Сегодня переносимость и будущий код , вероятно, важнее эффективности .

Конечно, только производитель сможет выполнить тест производительности на любой новой архитектуре процессора, выбранной после повторного создания алгоритмов Virus на C ++. Другие процессоры, такие как x64, не подходят для аппаратной работы в реальном времени. Подобные версии автономного программного обеспечения в VST / AU / iOS также имеют нулевой шанс. Из-за сложной архитектуры кэша, которая будет обрабатываться операционными системами, ухудшающими производительность в реальном времени. Во всяком случае, можно было бы использовать специализированную операционную систему реального времени, но это увеличило бы общую стоимость системы еще больше.

Плюсы и минусы нового Virus Ti 3

» Плюсы

+ высокая рентабельность
+ 20 лет классического наследия и достижение легендарного статуса, характерного и непревзойденного звука (особенно с TI).
+ Через 20 лет любая модель вируса по-прежнему остается хорошим выбором, чтобы добавить к вашим песням уникальный оттенок.
+ Премиум-бренд, который заслуживает инноваций вместо того, чтобы отказаться от него навсегда
+ их реальный актив заключается в их уникальном ноу-хау и опыте с передовыми и ухо-приятными музыкальными алгоритмами
+ Вирус все еще, кажется, продается в измеримом количестве (просто посмотрите на государственный рейтинг продаж в некоторых крупных онлайновых магазинах инструментов)
+ отсутствие новаторских инноваций на рынке цифровых аппаратных синтезаторов, позволило появиться на свет новому цифровому синтезатору, это ноу-хау разработок Kemper Amp
+ есть вечнозеленый рынок живых музыкантов. Вирус всегда был крутой и надежной машиной на сцене. Вам не нужно брать компьютер (ноутбук), звуковую карту, дисплей, MIDI-клавиатуру, контроллер, мышь, кабели. Все, что вам нужно, это синтезатор с собственным пользовательским интерфейсом, и в любом случае он выглядит более крутым.

» Минусы

– основан на мощной и аудиоспецифической, но скоро устаревающей платформе DSP
– очень конкурентный рынок, приобретенный эффективными, доступными, многофункциональными и простыми в использовании, качественными синтезаторами программного обеспечения на основе VST / AU. Некоторые из них направлены на имитацию определенных звуковых атрибутов вируса. Некоторые более продвинутые даже превзошли Вирус с точки зрения удобства использования / пользователя (особенно в студийной среде) и среднего качества звука, но никто не полностью достигает своего уникального характера.
– после стольких лет было бы бесполезно выпустить что-то без реального и полезного нововведения, просто слегка обновив Вирус. Он должен содержать хотя бы одну или две революционные функции или что-то чрезвычайно своеобразное в этой очень конкурентной области, например, используя более прямые интерфейсы (виртуальная реальность, интерфейсы « мозг-компьютер», интеграция с сенсорным экраном или просто ручки, которые мы знаем с гораздо большим и информативным дисплеем и т. д.),
– применение сигналов разрешения высокого разрешения за пределами разрешения MIDI (это когда-нибудь случится? К сожалению, в этом пока нет видимой широкомасштабной прогрессии)
– применение цифровых / аналоговых гибридных элементов в одном синтезаторе (я сомневаюсь, что вирус дает отличные результаты с помощью моделирования, и это должно оставаться в фокусе)
– улучшенная и надежная полная интеграция (это основное требование)
– если у них нет полной документации по алгоритмам вирусов, по-прежнему стоит огромная задача начать переписывание с нуля на C ++. Но это единственный способ создать переносимый , многоразовый и поддерживаемый код . Таким образом, реализация на высоком уровне языка с достойным компилятором на современной аппаратной платформе – это путь, даже если это огромная работа.
– поскольку уникальный и высококачественный Kemper Amplifier для гитаристов занимает значительно большую нишу, чем пользователи синтезаторов, этот продукт приносит основной источник стабильного дохода в долгосрочной перспективе, поэтому не нужно спешить с новым вирусом …

Categories: Virus, Обзоры