聊聊打造HiFi随身听的可能性
夏昆冈 于 2010.06.07 10:18:22 | 源自:www.soomal.com | 版权:原创 | 平均/总评分:09.43/377

关于便携式播放器,其发展历程很清楚,最初是磁带的,后来发展为CD随身听,然后是MD,2000后MP3兴起,取代MD,这段过程中,便携式播放器功能简单,只有音乐播放功能,没有太多功能比拼时,就强调音质,在那个时代,有不少音质很出色的播放器产品。当MP3功能逐渐扩展,进化成MP4时,播放器的功能已经多不胜数了,有的甚至接近于MID。而音质逐渐被厂商忽视,用户更需要的是功能。就这样,便携式播放器由简至繁。事物的发展总是不断分化和轮回,不少用户需要的不是多如牛毛的功能,而只需要好的音质,当这部分用户需求累计到一定程度时,就会催生出以音质为主要设计目标的便携播放器来,这实际就是一个轮回的完成,又重新回到了起点,这个发展历程,与声卡的发展历程极为相似,其实可以相互借鉴。

我们支持这种以音质为主打的产品,它可能成为一个算不上主流但会很重要一个便携播放器类型。

  • 前些时候,我们评测了台电T51便携播放器,给出的结论是厂商极不愿意看到的,我们对这种自封HiFi的产品持完全否定的态度,但并不是说我们认为这类便携播放器就发展不出HiFi级的产品来。要设计出高音质水准的播放器,我们认为必须经过几步关键的步骤。

    主芯片

    现在播放器主要有两种类型的主芯片,一种就是低端产品使用的专用解码芯片,直接读取MP3等文件格式后解码播出,这类方案不需要复杂的软件系统支持。中高端产品更倾向于使用通用方案——即使用基于ARM核心的处理器作为产品关键元器件,配合操作系统实现不同的影音应用。

    一般消费者对ARM并不太了解,ARM全称Advanced RISC Machines,是英国的一家芯片设计公司,它们的设计的高性能低能耗的RISC处理器能广泛的适用于手持、嵌入式系统当中。ARM公司不生产和销售芯片,他们对外授权给其他公司,大部分被授权公司在ARM的基础上再次进行二次开发。于是出现了大量售价低廉、功能众多的单芯片方案。韩国三星是ARM处理器的重要提供商,很多智能手机均采用三星的产品,但国内ARM芯片最近三年发展迅速,国产的中高档便携影音播放器有相当一部分是采用的国产ARM芯片。

  • 瑞芯微是近期发展很迅速的一家芯片企业,很多知名手持产品均采用了瑞芯微的芯片。瑞芯微的芯片基于ARM,在ARM的核心上,又加入了很多设备控制功能,例如RK280X芯片,还在CPU系统外放入了一个DSP系统,增加影音及其他运算能力。

  • 海思在近期也是风头正劲,这家芯片企业脱胎于华为半导体事业部,因此又被称为华为海思。这个Hi3611被打包成K3方案,是一个适合快速开发的方案,它被山寨厂商看好,并推出了大量山寨手机产品。基于K3的山寨手机,普遍具有快速、省电的性能。这个方案同样基于ARM,并加入了硬件级的视频加速。

    也并不是所有的主芯片都是ARM核,也有基于MIPs的,君正JZ4750就是这样的芯片。

  • 君正的产品在中高端手持影音设备中被大量运用,例如汉王电纸书产品,是国产芯片的主力厂商之一,它脱胎于方舟科技,也是当年自行设计CPU而备受关注的企业之一。这是君正最新的JZ4750处理器的框图,可以看到,除了核心不同之外,它与ARM核的芯片,在结构上是相似的。

    使用这类芯片的便携播放器,能做到麻雀虽小五脏俱全,它不但拥有核心运算的单元,也有显示、音频、存储器控制等子系统,在结构上,它与我们常见的PC机并没有本质区别,只不过这些子系统都被做到了芯片内部罢了。我们希望主打音质的播放器都能使用这类处理器,它在数据处理时,有着非常杰出的灵活性,例如可以随时更换解码算法等等。

    音频子系统

    在明确这种播放器在结构上与PC没什么巨大差异时,就可以明确一些设计要点了。市场总是对CPU的运算速度、视频解码的质量更加关心,因此也导致芯片厂商对音频子系统的设计时并不是很用心,公布的资料也含含糊糊,我们甚至不能了解音频子系统的I/O性能。

    君正的芯片具有较大的运用范围,但它的音频子系统使用了AC-Link协议,这显然是为了降低成本,使用了成熟方案的结果。没有更详尽的资料说明,该子系统是否有SRC,其芯片集成Codec性能相当差,24bit DAC SNR也仅仅90dB。再看瑞芯微的产品,也没有明确提供资料说明音频子系统的工作流程,海思的K3方案更强调的是能解码的音频类型有多少多少,其他资料都不够完整。

    这些芯片是不是也为了节省成本,使用了SRC呢?或者避开SRC需要什么先决条件?这些都不太清楚。在这种情况下,发烧级的播放器设计的条件还不够成熟。熟悉声卡的发烧友都知道,音频I/O的质量,远比外围元件更加重要,它是音质的最基本保证。

    这是必须透明的环节,播放器制造商需要配合芯片商提供足够的资料来证明这个环节的信号是没有受到损害的。即便硬件可以做到回避SRC,也不是万事具备,软件系统也应该有相应的支持,否则也会出现问题,就像当年某些Evny24声卡驱动不完善,强制48kHz输出那样,严重的降低音质。

    另外值得一说的是,不是所有的主芯片都一定包含音频子系统,音频子系统可以由播放器厂商自行选用,这样一来,播放器厂商的设计自由度更大,但设计也变得复杂起来。

    时钟问题

    数字信号在传输过程中,可能会产生抖动,所谓抖动,即与原始的信号产生了时间偏移。在声卡设计中,会使用到一些特殊设计的元器件来降低信号误差。这类问题一样会出现在播放器内部读取文件解码并输出的过程当中,是不是芯片内部已经有了解决方案,或者是厂商又单独的设计了一套时钟电路,这些需要说明,解决时钟抖动的问题,能让音质大大的提升,并不是一个可以忽视甚至无视的环节。在传统的音源设备设计当中,如何降低时钟抖动,更是区分设备档次的重要技术手段。

    电源供应

    便携式播放器有个最大的缺点,就是使用了电池,它的电压电流会受到限制,高功耗的设计不适合便携播放器,这使得很多优质的元器件会被筛选排除。便携播放器还有一个最大的优点,那就是电池供电。电池作为供电设备,它的输出电压和电流会比直接从市电、USB或者外接变压器都要稳定,它能有效的提供干净的电源,这对音质提升是大有帮助的。

    电池供电既是负担也是优势,以前一些老烧,为了彻底解决音源电源问题,不惜自攒大型电池来给音源设备供电,来实现更好的音质。但很多播放器厂商把这个有利优势给无视掉了,这很可惜。

    外围元件与电路

    外围元器件包括DAC、运放、耳机放大器等芯片。现在已经有一些播放器以及开始放弃使用芯片集成的Codec或者外置Codec的设计方案了,改用单独的DAC、运放等芯片,这本是一件好事,它对音质的改善是有直接帮助的。但这些元器件并不是一用就包治百病的。使用独立的DAC芯片,对提升解析力、动态等声音的硬指标有非常大的帮助,但如果内部信号不好时,它会起到反作用,将那些不好的杂讯或者谐波也回放得很清晰。因此,在整个信号流程中,DAC不是最重要一环,这也是我们之前强调音频子系统I/O性能的原因。关于如何使用外围元器件,可以参考传统的唱机或者声卡,差异性并不是很大,但需要注意电压电流的适配性,尽量让元器件工作于理想状态下,合理适配能节省成本还能增强音质。

    打造出一台高素质的便携播放器,它并不是一个简单的设计,它是一个系统工程,并不是靠简单的使用好料就能实现的。如果要达到真正的HiFi级,更是需要几代产品的积累,目前来说,物质基础并不是很健全,有些问题比较短期难以克服,例如音频子系统的问题,这需要芯片厂商和软件厂商的共同努力,做得更加完善一些,或者有劳播放器厂商做增强型的二次开发。现在的情况并非完美,但也不是一无是处,如果加劲努力一下,目标其实也不遥远。

    作为便携播放器,它的设备属性与传统的音源设备有本质的区别,它本身就是一套系统,而传统音源只是系统的组成部分,因此在设计便携播放器时,还需要考虑到操控的问题,它的重要性不亚于音质。

    拥有CPU单元的便携播放器,理论上,功能是可以无限扩展的,完全依赖软件决定。但应该做出明确的取舍,是否需要大屏幕?是否愿意舍弃视频播放功能?这些都需要认真思索,一款产品通吃天下的情况并不多见,舍弃功能并不意味着界面可以随便设计,播放器中装着几个G的音乐节目,但要能做到快速简单的检索定位,并不是容易的事情,国产播放器这方面都做得比较差,检索速度很慢,Apple 的某些产品为了提高检索速度,甚至使用了小型数据库(SQLite)来改善用户体验,这些都是可以学习与借鉴的地方。这也是播放器设计当中比较麻烦的,它是一个软硬件结合的项目,好不好用,不是硬件设计师说了算,而是程序员说了算。

    假设目标状态下的播放器被设计出来了,卖多少钱合适?这是一个敏感的话题,很多设计师会走入到一个新的迷失,好东西当然要卖好价钱,这是天经地义的,其实这种想法并不合理。当年我们在推动纯音乐声卡时,就把成本作为一个重要的话题在讨论,省去多声道和录入的部分,节省的成本可以投入到输出部分上来,简化了电路,设计也有了重点,后来纯输出声卡诞生时,也确实如同当年我们设想的那样,音质表现明显优于注重功能的声卡,因此获得了用户追捧,厂商并没有因为单品利润相对较低而赚不到钱。其实便携式播放器也是同样的道理,对于一款主打音质的便携播放器来说,屏幕上是可以适当缩水的,太大屏并没有太大的意义,内置存储器上,也没必要上到几十G,装音乐远比存储视频要省空间……其实细细盘算下来,打造一款纯音乐便携播放器并不是太多的增加总成本,此消彼长,或许总成本还能降低些,只要设计得当,合理的利润是可以保证的,而且还能保证到一定的量。

    在整个设计当中,技术性的问题还不是最大问题,最大问题来自厂商、设计者的心态,T51的设计中就暴露出这种心态的危害性,它最终以损失品牌口碑为代价。低调,沉着,有利于看清用户真正的需求和市场方向,这点十分十分重要,期待自己的产品横扫天下,犹如白日做梦,要懂得尊重用户和竞争对手,强调音质的便携播放器阵营就能壮大起来。

    当硬件、设计、界面、心态等都不在成为阻碍时,我们就会迎来一个新的播放器时代,它甚至有能力取代一些初级的HiFi音源设备,而被广大音乐爱好者广泛接受。

    让我们期待这一天的早日来临。

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    完全可以!主要是芯片,以现在技术,一块芯片就可完成从读取mp3APE到耳机所有功能!(希望)
    发表于2014.05.04 17:23:23
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    123.146.216.***
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    发表于2014.05.04 17:10:57
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    111.161.046.***
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    发表于2014.01.01 15:37:38
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    183.002.062.***
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    发表于2013.11.28 11:26:58
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    123.138.079.***
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    发表于2013.09.14 21:00:19
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    221.204.199.***
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    发表于2013.07.28 15:11:20
    128
    技术不是问题,市场是个大问题。hifi只是个小众产品,大多数人对iPhone这样的音质已经很满意了。而厂商是无利不起早的,如此微弱的销量谁敢做啊。就算真做出来了价格必定不亲民,又进一步打压了销量…
    发表于2013.07.28 13:34:22
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    222.217.030.***
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    发表于2013.05.11 21:18:20
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    117.136.011.***
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    发表于2013.03.09 21:39:19
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    220.163.112.***
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    发表于2012.09.07 09:57:04
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    117.081.083.***
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    发表于2012.04.09 21:17:26
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    121.018.232.***
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    发表于2011.12.30 15:39:21
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    比较难,受限于便携、体积和功耗。听音环境也不好,没有必要太hifi。
    个人觉得apple级别音质就够对的起移动音质了。
    发表于2011.09.06 22:38:01
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    125.119.***.***
    125.119.***.***
    个人觉得Hifi本身就是扯淡。首先音乐是十分感性的东西,通过乐器表达一种思想,调动听者的情绪。所以音乐的好坏是能感染人,调动人的情绪。但是作为人来说,本身就是不稳定的。同一首歌在不同的心境或是环境中给人的感觉就是不一样。好比失恋的时候听一些悲伤的歌曲的时候,最好中高频拉高个十几个DB,让那些歌手向打上鸡血一样痛苦的嘶吼,以宣泄自己的感情。但在心情不错的时候,可能希望动态能压缩一下,可以聆听一下歌手的唱功。
    所以Hifi界以耳朵收货是最大的忽悠。这就好比向女人推销服装,看准了人家的身材和喜好推荐衣服,往往比按照质地,品牌,做功推荐要好的多。而且大部分的听众是不知道什么是好的声音和差的声音,而且对声音的好坏毫无自信,所以特别需要有“神器”来给自己壮胆。似乎“神器”在手,发烧友这个帽子才带的稳,才和那些只听周杰伦毛头小伙划清了界限。
    本人是从事奢侈品行业的。发现HiFi和奢侈品的销售很有相似之处。奢侈品最主要的不是那些技术指标,而是标签作用,就是拥有了它,就拥有了一个身份的标签。满足了人类喜欢分三教九流的本能。所以Hifi如果失去了这种可以让拥有者感到拥有了某种高人一等的感觉的时候,它就几乎失去了生存的空间。所以现在几款国产高价神器基本就走的是这个路线。所以也就生存下来了。如果发烧友都觉得听音乐花大把的钱是可耻的时候,或是社会普遍认为用收音机音质就可以听的很Hi的音乐,非要用几十万的设备听才爽的人,简直就像那些患了ED的人非要借助高价春药才能恢复功能的时候,Hifi也就没有了生存的空间。
    所以用理性的思维去设计Hifi产品是很没有前途的。就像现在大的厂商一样,音频输出做到一定的指标让人耳听不出差异几乎不需要太大的成本和技术难度。而真正难得是怎样在这么个同质化的环境中树立潮流,吸引消费者。
    所以国产的这些“神器”本身都没有错,错的只是发烧友根本不知道自己需要什么样的声音,而且更不知道这样的声音该卖什么样的价。所以并不是大厂们的堕落杀死了随身Hifi,而是发烧友自己。所以在这么一个混乱的市场,厂商是很难有所作为的。
    最后如果理性的分析一下,其实随身Hifi其实很简单,搞个兼容iPod的底座,出门时反正环境很嘈杂,续航和操作性最关键,能推的好入耳动铁就可以了。回家把iPod往底座上一插,通过数字输出,外界解码器推音响。如果云计算发达了,直接把iPod上的音乐和播放状态,吃饭看书是同步到家里的高阶 ——详细阅读
    发表于2011.08.14 23:32:31
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