SigmaDSP von Analog Devices

Idee / Motivation

Schon seit längerer Zeit bin ich fasziniert von der digitalen Signalverarbeitung. Leider war es mir bis jetzt nicht wirklich möglich einen guten Einstieg in das Thema zu bekommen. Dank dem, auf fertigen Algorithmen basierenden, Prinzip der SigmaDSP von AnalogDevices hat sich dies nun geändert. Die grafischen „Programmierung“ ist sehr einfach  und ein kleines Projekt kann in kurzer Zeit und ohne Erfahrung auf dem Gebiet der digitalen Signalverarbeitung umgesetzt werden. Klar, dass genau dies ideale Bedingungen für einen Anfänger sind.

Erster Eindruck

Ausgepackt und eingesteckt dauerte es keine halbe Stunde bis SigmaStudio installiert war und ein erstes Programm auf dem DSP lief. Zu verdanken war dies hauptsächlich dem Quick Start Guid, welcher seinen Namen ausnahmsweise tatsächlich verdient hat.

Zugegeben. Ich bin kein Freund von grafischer Programmierung. Als ich die Entwicklungsumgebung SigmaStudio zum ersten Mal gestartet habe, war ich zwar von der Einfachheit durchaus angetan, bezweifelte jedoch ob es sich damit wirklich professionell arbeiten lässt. Mittlerweile denke ich das SigmaStudio für nicht allzu komplexe Projekte ein durchaus brauchbare Alternative zu der herkömmlichen Programmierung ist. Nicht nur als Elektroniker sondern vor allem als Musiker finde ich die Möglichkeiten von SigmaStudio sehr interessant. So ist es zum Beispiel mit nur wenig Aufwand möglich sich eine eigenes Effektgerät zu „Programmieren“.

Über einen im Lieferumfang des Eval-Board enthaltenen USB zu I2C Konverter kann der DSP mit dem Computer verbunden werden. In SigmaStudio können dann die Parameter in Echtzeit geändert und die einzelnen Module getestet werden.

Die Anwendung

Da es mir in erster Linie nicht um eine bestimmte Anwendung, sondern um das Verwenden eines DSPs an sich ging, hatte ich zuerst Mühe mich für etwas geeignetes zu entscheiden. Ich einschloss mich dann einen einfachen Equalizer zu realisieren und diesen, falls noch etwas Zeit bleibt, zu erweitern. Zeit blieb keine doch mein Equalizer funktioniert.
Realisiert wurde eine Fünf-Band Equalizer. Dazu war noch eine Pegelanzeige für den Pegel der einzelnen Banden und dem Ausgangspegel geplant. Doch obwohl die Pegelanzeige fertig ist blieb bis jetzt leider noch keine Zeit diese zu Implementieren.

   

Wie die meisten DSPs verfügten auch die SigmaDSPs nicht über einen internen nichtflüchtigen Speicher. So muss das DSP-Programm extern gespeichert und zum Beispiel durch einen Mikrocontroller in den DSP geladen werden. Das Programm selbst kann als Header-Datei aus SigmaStudio exportiert und in die Mikrocontroller Firmware eingebunden werden.

Der DSP

Eingesezt wurde ein ADAU1761 (-> Datenblatt).

Dieser Chip verfügt bereits über zwei internen ADCs sowie DACs, bietet aber auch die Möglichkeit über I2S digitale Audiodaten zu verarbeiten. Die externe Grundbeschaltung ist recht überschaubar und besteht im wesentlichen nur aus ein paar passiven Filtern.

Der Aufbau

Für einen schnellen Aufbau wurde ein SigmaDSP Eval-Board (EVAL-ADAU1761Z -> Datenblatt) so wie ein Mikrocontroller-Board mit einem Atmel AVR ATmega2560 verwendet. Für die Kommunikation zwischen dem DSP und dem Mikrocontroller wird I2C verwendet. Da das Mikrocontroller-Bord mit 5V und das DSP-Board mit 3.3V arbeitet, musste noch ein Pegelwandler aufgebaut werden.

Rückblickend

Auch wenn ich gewisse Startschwierigkeiten hatte, war es mir in einer relativ kurzen Zeit möglich eine Anwendung zu erstellen und die für die Steuerung des DSP nötigen Funktionen auf einem Mikrocontroller zu Implementieren. Die Dokumentationen und auch die Hilfe von SigmaStudio sind zwar gut, könnten aber vor allem zum Thema Implementation etwas ausführlicher sein. Es dauerte eine Weile bis ich wusste welche der von SigmaStudio erzeugten Files wofür benötigt werden.

Zusammenfassung

SigmaStudio und die SigmaDSPs sind für kleinere Anwendungen sicherlich eine sehr gute Alternative zu herkömmlichen DSPs. Leider ist die Anzahl von verschiedenen Chips sehr beschränkt. Auch die Gehäusebauformen der Chips sind für einen schnell Versuchsaufbau nicht geeignet. Wirklich viel über DSPs habe ich nicht gelernt. Doch trotzdem habe ich nun einen viel besseren Bezug zum Thema und kann, auch wenn nur für kleine Anwendungen, DSPs der SigmaDSP Reihe von AnalogDiveces nun anwenden.