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音乐爱相随:MP3 Player市场与技术规格之剖析

时间:2005-05-11 00:00来源:compotechasia.com 作者:admin 点击:
MP3播放器已在消费电子市场成为令人瞩目的焦点,IDC的一项调查显示,预计到2007年语音压缩播放产品的市场总规模将达440亿美元。从2002年~2007年间,5年的年复合成长率(CAGR)将维持在30%以上。
目前,消费者已可购买到各种类型的可携、家用和车载的播放器,如DVD机和将音讯播放作为附属功能的游戏控制台。尽管藉由单独的闪存和硬盘储存音乐的播放器,还是音频播放的主流产品,但IDC预计,2007年那些具备音频播放的其它电子产品将驱动整个市场的发展,在语音播放市场占据2/3的规模,达280亿美元。
市售Creative Lettori可携式闪存MP3 Player和Apple的iPod可携式HDD Base MP3 Player,这些饶富创意的产品推动了MP3 Player市场的推广。消费者购买MP3 Player的最主要原因除了听音乐,设计新颖也是诱发购买的主因。
市面上有很多针对MP3 Player的Decoder芯片Core Logic大都采用DSP或MCU,如Sigmatel 3410/3510与Philips Symphony皆采DSP内核,Skylak-A与Yosun R8226M则采用MCU内核。DSP与MCU在MP3 Player可专用于执行软件译码及处理所有音讯解析、管理、储存以及用户接口与周边组件管理等。理想情况下,MCU或DSP最好能与周边组件紧密整合,且能整合成SoC。

外围组件和接口
在MP3 Player设计核心中,除了DSP或MCU核心外,至少还必须能与下列设备进行接口:
1.数字视讯显示器(如整合的LCD屏幕);
2.储存媒介(硬盘、SD/MMC卡以及Memory Stick等);
3.PC(透过USB2.0连接);
4.用户控制(按钮等)。
  
为提供上述接口,MP3 Player设计必须具有以下设计单元:
1. 用来与外部PC进行文件传输的USB2.0接口;
2. 用于MP3 Player 显示器(如冷光)的数字接口及驱动器;
3. 与各种可携式储存媒介(CF卡、SD卡、MMC卡、Sony Memory Stick以及XD卡等)的各类直接内存接口;
4. 用于MP3 Player控制的数字接口及驱动器等;
5. 开发阶段,还应包括JTAG及RS-232串行接口。
兹以MP3 Player设计实例(硬件部份)为说明,其整合的周边电路包括:
1. 直接STN或OLED显示器接口;
2. USB 1.1/2.0 界面;
3. 用于MP3 Player控制的通用I/O接脚;
4. SD卡界面;
5. MMC卡界面;
6. Sony Memory Stick界面。

专用IC
就目前的MP3市场上,主流的译码芯片有Philips的SAA7750/SAA7751、Sigmatel的STMP3410/1342、telechips的TCC730/TCC731、Samsung的S3C2410、Sunplus的SPCA514A/SPCA751A等。
上述所说的主流译码芯片,音质最好的就是Philips的SAA7750/SAA7751,功能强而且稳定,成为韩国高档机的首选;而当前应用最为广泛也比较成熟的就是Sigmatel STMP3410/1342,无论从高档到低档都有厂商采用;韩国厂商Telechips的TCC730/TCC731在韩国众厂商的努力下,已经成熟,其音质和功能也紧跟在Philips的SAA7750/SAA7751后面;台湾的凌阳(Sunplus)的SPCA514A/SPCA751A由于价格便宜,而普遍被国内低端MP3所采用。
●Philips的SAA7750/SAA7751 MP3译码芯片
Philips SAA7750/SAA7751译码芯片,是各家供货商中音质最佳者,目前市场采用的厂商并不多,因为它仅是译码芯片,还得另外加一颗控制芯片才能用,成本较高。采用SAA7750/SAA7751的主要有iRiver的iFP系列和MPIO的系列MP3。
●Sigmatel的STMP3410/1342 MP3译码芯片
Sigmatel的STMP3410/1342的译码芯片表现出来声音比较亮丽。目前市场采用这个芯片的MP3市占率达60%,而且从中、高档的Philips (King Ring)、三星、现代、DEC、MSC到低档的杂牌厂商都被采用,最根本的原因就是它是单芯片,整合度高、功能相对高,不用像Philips的译码芯片要另加控制芯片,成本较低。
●韩国Telechips的TCC730/TCC731 MP3译码芯片
●韩国Telechips的TCC730/TCC731于2003年下半年出现在市场上,由于韩国众厂商的支持与不断的改善,它的发展就像Sigmatel的STMP3410/1342一样,有着一个良性发展。
最后提到的凌阳和矩力的译码芯片,目前的台湾地区不少厂商也开始引用,因为成本低,所拥有的功能是MP3播放、Flash Disc功能、DVR格式文件的支持、AB复读、LCD显示,在音质表现上已渐追上Sigmatel的STMP3410/1342。
常见机种
目前市售之MP3 Player概分为以下三大类:
1.内建硬盘的MP3 Player
为迎战苹果计算机(Apple Computer)的iPod,日本消费性电子产品大厂新力(SONY)预计于2004年6月率先在日本市场推出数字音乐随身听VAIO Pocket。
VAIO Pocket体积大小为115.2mm×63.3mm×27mm,重量约195Kg。采2.2英寸TFT LCD屏幕,内建1.8英寸20GB硬盘,最多可储存1.3万首歌曲,可连续播放20小时,预估每台零售价约为5.3万日圆(约472.6美元)。

2.可携式激光视盘播放机
如韩国iRiver公司的IMP- 400 Slimx支持MP3/WMA/ASF音讯格式,液晶屏幕具备四行图像液晶体显示,提供你更多歌曲信息,包括ID3信息及电池用量等。Packet Write格式可将你的CD-RW光盘,以硬盘的读取方式使用,使光盘烧录更加容易;支持多达九种不同均衡器(EQ)模式,包括Normal、Pop、Rock、Jazz、Dance、Classic、Metal、U-Bass等,另设有使用者自定均衡器模式,该产品如图所示。

3.内嵌Flash MP3 Player
如Philips的Key Ring MP3 Player,是一款MP3音乐钥匙圈;这款声音钥匙圈是标准的MP3播放器,它的银色(或乳白、或黑色)全镁外壳和绚丽的色彩搭配让它的外型足够酷炫,拔下机顶的cover就是USB埠,省了USB电缆,用起来很方便。
市售Key Ring 搭配128/256/512MB内存,并有一个4键的无线遥控,甚至耳机的插口也在线控的背后,所以外观看到的 Key Ring全身不会有一英寸电线。

4.记忆卡式影音播放机
如Acer今年最Hot的MP3机种MF-800(名为宏碁九合一多功能机)严选规格、完美具备:MP3/WMA播放器、USB随身碟、数字录音、音源转录、显示录音剩余时间、FM收音机、语言学习、SD/MMC卡片阅读机,以及USB2.0传输等9大功能,是款兼具品牌与品质,功能与外观的多功能MP3随身听。
MF-800拥有256MB记忆容量,可存放约64首MP3,同时还提供五种音场选择(一般、流乐、古典乐、爵士乐、摇滚乐),可连续播放时间达16小时之久,一次满足你量与质的需求;此外MF-800的ID3语言系统还支持中文(繁/简)、英文、日文、韩文等,不仅可以显示曲目更有词曲同步的功能。同时也支持WMA/MP3扩展名的录音功能,加上Line-In设计,让你可从CD播放器行径Line-In端口录制音乐,不需再透过计算机来转换档案。
提供SD/MMC记忆卡插槽,使用者可以扩充记忆量,储存更多的数据与档案。
至于Casio腕表式MP3 Player(如图6),则采用最新技术将MP3播放功能整合到一支手表上,主机部分长54mm×宽49mm×厚19mm,和表带合计重量只有70g(不含耳机与耳机联接部分),达到超轻量、超小型的境界;结合手表便于携带的特性,支持MMC卡,让音乐更加贴近你的生活。

音讯格式
●PCM编码
PCM脉冲编码调变是Pulse Code Modulation的缩写。PCM编码的最大的优点就是音质好,最大的缺点就是体积大。常见的Audio CD就采用了PCM编码,一张光盘的容量只能容纳72分钟的音乐信息。
●WMA编码
WMA就是Windows Media Audio编码后的档案格式,由微软开发,WMA针对的不是单机市场,是网络!竞争对手就是网络媒体市场中著名的Real Networks。微软声称,在只有64kbps的编码率情况下,WMA可以达到接近CD的音质。和以往的编码不同,WMA支持防盗拷功能,支持通过Windows Media Rights Manager加入保护,可以限制播放时间和播放次数,甚至于播放的机器等。WMA支持流技术,即一边读一边播放,因此WMA可以很轻松地实现在线广播,由于是微软的杰作,因此,微软在Windows中加入了对WMA的支持,WMA有着优秀的技术特征,在微软的大力推广下,这种格式被越来越多的人所接受。
●MP3编码
MP3全名为MPEG-1 Audio Layer-3,即“MPEG的音频编码”,可以把CD上的音频数据量缩小为原来的1/12,而无损声音品质。MPEG的音频讯号压缩包含有三种音频编码机制:Layer-1、Layer-2、Layer-3(如表5)。
Layer-1比Layer-2简单,它的应用对象是每条声道192kbps以上的场合。其中飞利浦的数字录音带DCC,系使用Precision Adaptive Sub-band Coding,便是由Layer-1产生的;Layer-2的应用对象是每条声道128kbps以上的应用,如Eureka147的数字广播(Digital Broadcast Audio,DBA);Layer-3的应用对象是每条声道64kbps以下的场合,在64kbps的品质需和CD的表现相近,主要应用在可携式装置或因特网等窄频宽而需大量压缩的场合。
Layer-3是MPEG音频编码家庭中最有力的成员。对于既定的音质,它能提供最低的位率,即对于既定的位率,能获得最好的声音品质。MP3的基本原理是根据人耳对音频失真的敏感程度来进行适当的压缩,滤去人耳听不到的讯号成分,最后编码成为.mp3档案,所以被称为MP3。MPEG音频编码的层次越高,编码器越复杂,压缩率也越高。MP1的压缩倍数最低,只有4倍;MP2为8倍;MP3可压缩到12倍。也就是说,采用MP3格式压缩的一张普通光盘可容纳12张CD的音乐,可以连续播放数小时而不影响音质。
MPEG-1的三个音频层的基本结构是一样的,它们的编码机制主要是应用“知觉噪音成型”(perceptual noise shaping)技术及“知觉边带/变换编码”(perceptual subband / transform coding)技术,简单地说,PCM编码的音频数据会通过32个边带滤波器(filterbank),Layer-3则加入修正离散余弦转换(Modified Discrete Cosine Transform;简称MDCT)的运算法则去增强频率的分辨率,故所有的Layer都可以使用32kHz,44.1kHz或48kHz的采样频率。
●OGG编码
Ogg Vorbis是高音质的音频编码方案,可以在相对较低的位率下呈现比MP3更好的音质,这种编码也比90年代开发成功的MP3先进,可以支持多声道,可以对所有的声道进行编码,不若MP3只能编码2个声道。多声道音乐的优势,在欣赏交响时,会带来更多临场感。

结论
苹果计算机的iPod以创意的产品特质开启MP3 Player先河,并筑基了大幅的市场,细究消费者购买MP3 Player的心理大致分成二种:(1)品牌加外观造型,除了使用还有精品典藏的意义存在(2)储存容量与价位为考虑前提,俾获得经济实惠的播放器。此外,DVD Player、Digital Video Recorder、游戏机台与手机增加MP3 Player附加功能的产品也间接推波助澜了这项发展。(责任编辑:admin)
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