Нужно преобразовать выход 16 PDM микрофонов в SPI. Опции

[163264]

Нужно решение, преобразующее 16 выходов PDM микрофонов в SPI.
Важно минимальное потребление, небольшая стоимость решения.
Плюсом будет возможность масштабирования решения до 32, 64 каналов.
Частоты дискретизации от 8 до 48 кГц, выходная разрядность 24 бита.
Антиалайзинговый фильтр, особенно на низких частотах дискретизации, очень желателен.
Но этот момент обсуждаем ибо понятно, что это требует доп. ресурсов и потребления.
Выходной последовательный формат тоже обсуждаем. Интересует простота ввода данных в контроллер.
Цель устройства - запись звука, в основном речи.
Объем работы:
Подбор оптимального решения (требования не жесткие, обсуждаемые), схема, разводка макетной ПП,
(те без жёстких требований по габаритам),
изготовление пары макетов, прошивка ПЛИС и/или контроллера, дока.
Предложения с примерными характеристиками решения, ценой работы и сроками в личку, плиз.

[hasl]

Нужно начинать не со слова "Нужно"
а есть такие то аналоги, они не устраивают меня по тем то причинам
бюджет такой то
или думаете вам разработают по цене готового изделия - наивно
Полно АЦП с Китая и в частности со SPI, берите переходник SPI-USB и лепите, что хотите и как хотите
Это как один вариант

Сообщение отредактировал hasl - Apr 18 2018, 04:48

[Manfred]

Не указано где Вы находитесь территориально, личное присутствие при такой работе будет нужно

64 канала * 24 бита * 48 кГц ~ 71 Мбит/c

У Вас точно такой быстрый SPI, умеет ли он работать на такой скорости в режиме Slave? К кому вы хотите стыковать устройство? Это какой-то звуковой ФАР? Скорее всего Вам удобнее всего будет ПЛИС. Смысла делать расширяемое решение нет, думаю проще будет сделать сразу 64 канала, в принципе по началу можно ограничиться покупной макетной платой.

Если делать свою плату, то по срокам думаю это месяца 4 начиная со схемотехники до настройки, по 8 часов в день. Оплата должна быть выше рыночной на постоянной работе с учетом отчислений

Сообщение отредактировал Manfred - Apr 18 2018, 05:42

[smart_pic]

А чем не устраивают конференц системы?
Наверное только тем, что все каналы (микрофоны) пишутся вместе.
Плюсом будет хорошая чувствительность. Передача в цифре на центральный блок, масштабируемость, возможность управления включенных микрофонов.

Если нужна система управления к такому комплексу, тогда пожалуйста в личку.

[163264]

Не указано где Вы находитесь территориально, личное присутствие при такой работе будет нужно

64 канала * 24 бита * 48 кГц ~ 71 Мбит/c

У Вас точно такой быстрый SPI, умеет ли он работать на такой скорости в режиме Slave? К кому вы хотите стыковать устройство? Это какой-то звуковой ФАР? Скорее всего Вам удобнее всего будет ПЛИС. Смысла делать расширяемое решение нет, думаю проще будет сделать сразу 64 канала, в принципе по началу можно ограничиться покупной макетной платой.

Если делать свою плату, то по срокам думаю это месяца 4 начиная со схемотехники до настройки, по 8 часов в день. Оплата должна быть выше рыночной на постоянной работе с учетом отчислений

1. Москва, личное присутствие не нужно.
2. Да насчет скоростей SPI есть вопросы, на больших частотах дискретизации возможны варианты суммирования каналов с заданным сдвигом для уменьшения общего потока. Ну эти оперативные решения будут приниматься исходя из выбранного решения. Сказано же, что задание гибкое. Да, ФАР, конечно, зачем еще много микрофонов?

[blackfin]

Да, ФАР, конечно, зачем еще много микрофонов?

Не проще ли тогда использовать MEMS-микрофоны с цифровым выходом?

[aaarrr]

Не проще ли тогда использовать MEMS-микрофоны с цифровым выходом?

Помянутые PDM - это они и есть.

[blackfin]

Помянутые PDM - это они и есть.

Хмм.. Я подумал речь про пьезо-динамические.

[_pv]

в spi как уже отметили не пролезет,
сразу в усб очень легко можно упаковать эти 64 канала, причём исходных PDM и потом в ПК уже делать с ними что угодно.

[jcxz]

Выходной последовательный формат тоже обсуждаем. Интересует простота ввода данных в контроллер.

Контроллер то какой? А то поди абдурина.
И что мешает все эти микрофоны прямо к этому контроллеру и подцепить без всяких промежуточных SPI-костылей?

в spi как уже отметили не пролезет,

Пока ТС не озвучил свой контроллер это слишком смелое утверждение. Хотя может это только я тут не телепат?
SPI бывает quad к примеру. А некоторые производители его делают ещё и DDR.

[Manfred]

И что мешает все эти микрофоны прямо к этому контроллеру и подцепить без всяких промежуточных SPI-костылей?

Микрофоны с PDM интерфейсом - это ШИМ потребуется 64 таймера. Да и для ФАР особо важна синхронность выборок.

Данные ФАР можно буферизировать, а не гнать постоянный поток. Записали в память, обработали.

Надо прикинуть какие задержки нужны для сканирования лучем, скорее всего достаточно большие, от этого зависит объем памяти требуемый для хранения данных. Также могут быть проблемы со скоростью обработки данных.

1. Москва, личное присутствие не нужно.

В электронике оно обязательно понадобиться, так можно съэкономить, но шансов что Вы настроите плату удаленно не много.

Сообщение отредактировал Manfred - Apr 18 2018, 14:47

[_pv]

И что мешает все эти микрофоны прямо к этому контроллеру и подцепить без всяких промежуточных SPI-костылей?

наверное то, что если даже захватить 32 битовых PDM потока (от 64х микрофонов DDR) на ~4МГц через dma, контроллер только и будет заниматься тем что переворачивать эти битовые матрицы (из параллельного в последовательный) чтобы данные по каналам разделить.
хотя у некоторых LPC есть sgpio которые это и сами сделать могут, но больше 16ти каналов не встречал.

Пока ТС не озвучил свой контроллер это слишком смелое утверждение. Хотя может это только я тут не телепат?
SPI бывает quad к примеру. А некоторые производители его делают ещё и DDR.

судя по озвученному, так сказать "ТЗ", слишком смело как раз рассчитывать на то, что там будет quad spi c DDR. скорее уж действительно абдурина

[jcxz]

хотя у некоторых LPC есть sgpio которые это и сами сделать могут, но больше 16ти каналов не встречал.

Я как раз и имел в виду SGPIO
А насчёт нагрузки на CPU: так в тех LPC где есть SGPIO, там есть и по 3 ядра (правда два - M0) на 204МГц.
А кроме SGPIO я ещё имел в виду например McASP в OMAP-L1xxx: 16+12+4 сериализаторов + 4 мощных ядра CPU (из них одно - DSP) - вычислительных ресурсов вполне хватит и для обработки.
А если на дохлый ARM будет приходить (пускай даже в одном SPI) 64 потока - то пускай они уже будут разложены на сэмплы - производительности может не хватить.

PS: Так что 64 потока - два шт. OMAP-L137 (в каждом 32 сериализатора) и одна (одинаковая!) программа для обоих. И обработка на мощном VLIW DSP.
А преобразовать число импульсов ШИМ из каждого канала в аналоговое значение сигнала - для этого в каждом OMAP есть два PRU-ядра - они должны справиться. + в довесок ARM-ядро.

[163264]

Я как раз и имел в виду SGPIO
А насчёт нагрузки на CPU: так в тех LPC где есть SGPIO, там есть и по 3 ядра (правда два - M0) на 204МГц.
А кроме SGPIO я ещё имел в виду например McASP в OMAP-L1xxx: 16+12+4 сериализаторов + 4 мощных ядра CPU (из них одно - DSP) - вычислительных ресурсов вполне хватит и для обработки.
А если на дохлый ARM будет приходить (пускай даже в одном SPI) 64 потока - то пускай они уже будут разложены на сэмплы - производительности может не хватить.

PS: Так что 64 потока - два шт. OMAP-L137 (в каждом 32 сериализатора) и одна (одинаковая!) программа для обоих. И обработка на мощном VLIW DSP.
А преобразовать число импульсов ШИМ из каждого канала в аналоговое значение сигнала - для этого в каждом OMAP есть два PRU-ядра - они должны справиться. + в довесок ARM-ядро.

Хорошо поперли фантазии :-) Когда решение начнет кристаллизироваться то, плиз, в личку с условиями, если интересно, конечно.

PS В итоге этот поток от микрофонов надо будет писать или на SD карту или лить в Ethernet или в USB.

[megajohn]

хотя у некоторых LPC есть sgpio которые это и сами сделать могут, но больше 16ти каналов не встречал

DEL ( забыл что там сырой поток не менее 1МГц )

[jcxz]

Хорошо поперли фантазии :-) Когда решение начнет кристаллизироваться то, плиз, в личку с условиями, если интересно, конечно.

Не интересно. Это Вам намёк, что абдурины явно не хватит.

[_pv]

дык на простом GPIO не выкрутиться ?
к примеру на STM32, есть 69 тактов ( 80e6/(24*48e3) ) чтобы значение с четырех портов закинуть в память, откуда по DMA в SPI
А всякие фильтры уже на приемной стороне.

закинуть-то можно, а разбирать по каналам кто будет данные, они же "параллельно" в памяти лежат, а не "последовательно", тоже приёмная сторона? а кто там будет принимать - ТС молчит как партизан, а вдруг действительно ардуина какая-нибудь?

PS: Так что 64 потока - два шт. OMAP-L137 (в каждом 32 сериализатора) и одна (одинаковая!) программа для обоих. И обработка на мощном VLIW DSP.

микрофоны умеют выбирать по какому фронту данные выплёвывать, соответственно можно посадить по 2 на одну линию, так что ног надо только 32, правда вот десериализатору надо будет объяснить чтобы четные/нечетные биты различал.

не, достаточно одного только безмозглого FT601Q в него напрямую можно воткнуть все 64 микрофона (под два на линию L+R), клоки с неё же взять на всех, надо только поделить 66МГц на 16 для микрофонов и на 8 для захвата обоих фронтов в ФИФО, и по usb в любой фруктовый-Pi, там и usb2 хватит, просто у ft601 шина сразу 32 разряда, выйдет гораздо проще и дешевле чем один только камушек OMAP-L137.
а можно даже и ft232h + самая мелкая cpld: несколько демультиплексоров на шину 8->32, и немного логики, чтобы клоки на всех поделить как надо.

[aaarrr]

...4 мощных ядра CPU (из них одно - DSP)

Следует читать "из них только одно - DSP, еще два - стероидные PIC'и, и последнее - ARM, почти достигший совершеннолетия".

[jcxz]

поделить 66МГц на 16 для микрофонов и на 8 для захвата обоих фронтов в ФИФО, и по usb в любой фруктовый-Pi, там и usb2 хватит, просто у ft601 шина сразу 32 разряда, выйдет гораздо проще и дешевле чем один только камушек OMAP-L137.

А преобразование 64-х ШИМов в числа не нагрузит фруктового по самую нехочуху?
В OMAP массивную, но простую до безобразия работу можно равномерно размазать по нескольким ядрам. А тут....

Следует читать "из них только одно - DSP, еще два - стероидные PIC'и, и последнее - ARM, почти достигший совершеннолетия".

Для обратного преобразования ШИМ -> число кучи данных они вполне себе хороши. Собственно одно из изначальных предназначений PRUSS как раз - многочисленная, но тупая обработка потоков данных приходящих с интерфейсов (переставление байт, бит и т.п.).

[aaarrr]

Для обратного преобразования ШИМ -> число кучи данных они вполне себе хороши. Собственно одно из изначальных предназначений PRUSS как раз - многочисленная, но тупая обработка потоков данных приходящих с интерфейсов (переставление байт, бит и т.п.).

PDM - это даже близко не ШИМ. Фильтрацию на PRUSS'ах не будете ведь городить?
По-хорошему это задача для небольшой программируемой логики - куча одинаковых фильтров и интерфейс наружу.

[_pv]

А преобразование 64-х ШИМов в числа не нагрузит фруктового по самую нехочуху?
В OMAP массивную, но простую до безобразия работу можно равномерно размазать по нескольким ядрам. А тут....

да там не шим, а сигма-дельта скорее, ну какой-нибудь sinc3 фильтр-дециматор c тремя сложениями и тремя вычитаниями наверное не сильно нагрузит. хотя 64 канала, да на 2-4 МГц, но и там тоже несколько ядер бывает.

[jcxz]

PDM - это даже близко не ШИМ. Фильтрацию на PRUSS'ах не будете ведь городить?

Для фильтрации (если нужна) есть DSP-ядро. Для фильтров как раз очень эффективное.

да там не шим, а сигма-дельта скорее

Есть МК со встроенными интерфейсами для внешних сигма-дельта АЦП. XMC4xxx к примеру. Правда там каналов вроде 2 всего. Но может есть другие МК, где больше?

[yuri.job]

Стесняюсь спросить, а что мешает поставить сколько надо PDM to I2S конверторов (adau7002 bga 8 pin) и тактировать их от одного "сборщика" I2S потоков? I2Sы можно будет какой нить цплдой перегнать хоть в квад SPI и передатькуда нада. не?

Сообщение отредактировал yuri.job - Apr 19 2018, 11:58

[163264]

Стесняюсь спросить, а что мешает поставить сколько надо PDM to I2S конверторов (adau7002 bga 8 pin) и тактировать их от одного "сборщика" I2S потоков? I2Sы можно будет какой нить цплдой перегнать хоть в квад SPI и передатькуда нада. не?

не стесняйтесь, мысль разумная, правда в эту сторону есть более эффективное решение - микрофон сразу с I2C, а именно ICS-43434.
Засада тут только в стоимости решения. Обычный PDM микрофон, условно, USD0.7, а этот USD2.2
А микрофонов надо много. Впрочем, пока я так и не увидел здесь более эффективных предложений, чем куча ICS-43434

[_pv]

Стесняюсь спросить, а что мешает поставить сколько надо PDM to I2S конверторов (adau7002 bga 8 pin) и тактировать их от одного "сборщика" I2S потоков? I2Sы можно будет какой нить цплдой перегнать хоть в квад SPI и передатькуда нада. не?

32 i2s собирать тоже не особо удобнее чем 32 PDM потока, а одна fpga, которая и данные соберет и PDM в нормальные 24 бита отфильтрует, куда меньше стоит чем те 50$ что будут стоить 32 adau7002.

[Alex11]

Если Вам не для собственного серийного производства, купите у нас готовую - 66 микрофонов, запись всего, видеокамера для нацеливания, софт для обработки на ходу и после записи. Фильтрация сделана на Циклоне 3 одном - все каналы.

[blackfin]

Засада тут только в стоимости решения. Обычный PDM микрофон, условно, USD0.7, а этот USD2.2
А микрофонов надо много. Впрочем, пока я так и не увидел здесь более эффективных предложений, чем куча ICS-43434

Ну, вы же не указали параметры звука на выходе преобразователя PDM->SPI:

- неравномерность в полосе частот
- граничные частоты полосы пропускания
- граничная частота полосы заграждения
- уровень подавления в полосе заграждения

Цена вопроса, да и сама реализация, КМК, будут весьма существенно зависеть от этих параметров.

[163264]

Если Вам не для собственного серийного производства, купите у нас готовую - 66 микрофонов, запись всего, видеокамера для нацеливания, софт для обработки на ходу и после записи. Фильтрация сделана на Циклоне 3 одном - все каналы.

нет, единичное изделие не интересует, спасибо.

Сообщение отредактировал 163264 - Apr 19 2018, 16:21

[Atridies]

не стесняйтесь, мысль разумная, правда в эту сторону есть более эффективное решение - микрофон сразу с I2C, а именно ICS-43434.
Засада тут только в стоимости решения. Обычный PDM микрофон, условно, USD0.7, а этот USD2.2
А микрофонов надо много. Впрочем, пока я так и не увидел здесь более эффективных предложений, чем куча ICS-43434

2.2-0.7 = 1,5 доллара экономия. на 16 микрофонов - это 1700 руб экономии. В принципе - немного, чтобы это не рассматривать.
Вообще: надо ставить ПЛИСку - остальные решения - слишком неэффективны...

[kan35]

Две STM32L476 с dfsdm входами и 4 встроенных аппаратных фильтра позволяет одна подключить 8 микрофонов. Еще еа spi штуки 4 и программно отфильтровать ииого штук 12 можно подключить. 2 контроллера - минимум 16 микрофонов без каких либо сложностей.