Есть ли способ добавить внешнюю оперативную память (скажем, 100 МБ или 200 МБ) в этом контексте микширования аудиобуфера?

Question

Есть ли способ добавить внешнюю оперативную память (скажем, 100 МБ или 200 МБ) в этом контексте микширования аудиобуфера?

atmega328 memory-usage sram

Я кодирую музыкальный сэмплер: для быстрого воспроизведения/минимальной задержки (всего несколько миллисекунд) лучше иметь все сэмплы аудио .wav, которые мы хотим использовать, в ОЗУ, чтобы при воспроизведении некоторых из них, массивы данных доступны сразу. Это то, что я сделал для проекта Raspberry Pi под названием SamplerBox. Это было возможно, потому что у RPi было 1 ГБ ОЗУ.

Примечание. При использовании чтения с SD-карты и одновременном воспроизведении множества нот (представьте, что пианист играет большой аккорд) это обычно не очень хорошо с точки зрения задержки.

Сейчас я думаю о переносе этого проекта на Arduino: в каком объеме мы можем добавить внешнюю оперативную память к ATmega? Или если не "ОЗУ", то какую-нибудь энергозависимую память (назовем ее "ОЗУ2"), которая будет в 10 раз быстрее, чем чтение с SD-карты.

Чего я хочу добиться:

загрузить 200 МБ аудиосэмплов в "RAM2"
Максимально допустимая полифония = 100, поэтому в данный момент времени все аудиобуферы, которые необходимо микшировать, можно скопировать из «RAM2» в «настоящую» RAM микроконтроллера, а микширование будет выполняться с помощью буферы (максимум 100) в реальном ОЗУ

@Basj, 👍3

Обсуждение

Я бы подумал, что вам понадобится 100 Arduinos, каждая из которых воспроизводит один звук независимо, каждая со своим буфером SRAM, который очень быстро воспроизводится через шину SPI и ЦАП, а затем микширует все выходные сигналы в аналоговой области (вместо цифровой). Задержка от триггера до выхода ЦАП будет практически нулевой. Перед игрой можно загрузить каждую с SD-карты — иметь один «контроллер» для чтения SD-карты и отправки файла на каждое Arduino для хранения в его локально контролируемой SRAM., @CrossRoads

2 ответа

Лучший ответ:

▲ 1

Я также предлагаю изучить различные микропроцессоры. Модели Teensy часто имеют разъем для SD-карты, а Teensy 4 (особенно если они выпускают модели со встроенным разъемом для SD) чрезвычайно быстры и функциональны (600 МГц, двойные команды/цикл). Это было бы гораздо лучше, чем Arduino, хотя у вас все еще будут ограничения по оперативной памяти. (Где-то около 200 мегабайт, но у вас будет немного меньше проблем, чем с простыми 2-8 КБ ОЗУ Arduino. У них есть несколько сотен КБ до, возможно, пары МБ (обратите внимание, что я не уверен, что это на самом деле заходит так высоко))

Есть также RPI Zero, Zero W и Compute Module, которые можно попробовать использовать. Это система Raspberry Pi, к которой вы привыкли, при низкой стоимости или легко интегрируемом форм-факторе.

Короче говоря, для обработки звука вам также нужен более мощный процессор, чем, вероятно, есть в стандартном Arduino. Много оперативной памяти — это очевидная проблема, но также важно иметь вычислительную мощность, чтобы что-то с ней делать.

Обратите внимание, что чипы Winbond, упомянутые в другом ответе, ЯВЛЯЮТСЯ флэш-памятью, поэтому они могут испортиться, если увидят много записей.

3 окт 19, @

@*Michel Keijzers* · Accepted Answer · 2019-10-01 19:33-00:00

Существуют микросхемы/платы SRAM, однако не ожидайте 100 МБ, скорее 1 МБ (с номерами выводов и возможностью подключения/протоколами, которые предлагает Arduino).

С помощью Flash можно добиться гораздо большего, но его можно записать только несколько раз; не уверен, что это соответствует вашим требованиям.

Кроме того, я боюсь, что настоящая проблема заключается в скорости обработки. Смешивание 100 сэмплов со стереозвуком 48 кГц будет означать (48000 * 2) = 96 тыс. сэмплов/с. Поскольку частота Arduino составляет всего 16 МГц, у вас есть всего 16e6/96e3 = 166 тактовых циклов, чтобы смешать все эти 100 сэмплов. Наверное, слишком мало.

Обновить

Winbond — это торговая марка, поддерживаемая библиотеками Arduino, и самая большая поддерживаемая микросхема — это, например, W25Q128FVSSIG, которая составляет 128 Мбит, то есть 8 МБ. Для 200 МБ вам нужно 25 из них, что довольно много, и не уверен, что возникнут проблемы с использованием такого количества (не говоря уже о стоимости). Для этого вам не нужна файловая система, однако вам нужно написать ее постранично (если вы хотите сделать это эффективно). Что должно быть в порядке, так как SD-карта также считывается постранично (хотя, возможно, не такого же размера страницы). Однако вам все равно придется копировать флэш-память в SRAM, чтобы иметь возможность ее обрабатывать, поэтому это не то же самое, что SRAM. Получить 200 МБ SRAM будет очень дорого.