Il firmware che dà intelligenza al suono.
Sviluppiamo algoritmi di elaborazione del segnale audio e firmware embedded che trasformano l'hardware in un sistema completo: dai filtri digitali al tuning acustico finale.
DSP dedicati e core ARM Cortex-M
L'ampia diffusione di DSP di potenza di calcolo elevata a prezzi contenuti ha aperto nuovi orizzonti nelle applicazioni che richiedono elaborazioni audio complesse in tempo reale. Oltre ai classici DSP di Analog Devices e Texas Instruments, utilizziamo i nuovi core ARM Cortex-M4/M7 (con FPU integrata, single e multi-core) per il digital audio processing in tempo reale, con risultati estremamente interessanti.
Dall'algoritmo al prodotto finito
Elaborazione DSP real-time
Filtri FIR e IIR, crossover attivi (Butterworth, Linkwitz-Riley), limiter, compressori ed equalizzazione parametrica, nel rispetto dei vincoli di latenza.
Firmware embedded
Sviluppo bare-metal e su RTOS per microcontrollori e DSP dedicati, gestione periferiche audio e interfacce di controllo.
Protocolli audio digitali
Integrazione di I2S, TDM, SPDIF e bus di controllo (I2C, SPI, UART) tra i componenti del sistema.
Ottimizzazione fixed/floating point
Porting e ottimizzazione di algoritmi su architetture con vincoli di risorse, memoria e consumo.
Tuning acustico
Messa a punto dei parametri DSP in base alle caratteristiche meccaniche e acustiche del sistema finale.
Aggiornamento & diagnostica
Bootloader, aggiornamento firmware da bus o OTA, strumenti di diagnostica e telemetria.
Digital audio processing
- Algoritmi di filtraggio digitale FIR e IIR, equalizzazione e controlli di tono parametrici
- Effetti audio digitali: delay, echo, chorus, flanger, reverbero
- Filtri crossover attivi: Butterworth e Linkwitz-Riley
- Applicazioni della FFT, fast convolution, filtraggio nel dominio della frequenza
- Tecniche digitali di compressione, limitazione e controllo del guadagno
- Algoritmi di spazializzazione del suono
- Misura dell'intensità sonora: valore RMS, Leq, curve di pesatura A e C, analisi a terzi d'ottava
- Fractional adaptive resampling per sistemi multi-rate
- Algoritmi di sintesi (additivi, sottrattivi, FM, fisici) per generazione e modellazione del suono
Il DSP che si adatta da solo
Oltre all'elaborazione DSP classica, sviluppiamo firmware capace di adattarsi autonomamente alle condizioni reali in cui il sistema opera, senza bisogno di intervento manuale.
Auto-tuning e calibrazione automatica
Il sistema misura le condizioni acustiche e adatta automaticamente i parametri DSP, senza taratura manuale.
Adattamento in tempo reale
Parametri che cambiano dinamicamente in base a condizioni operative variabili: livello del segnale, rumore ambientale, temperatura, carico.
Classificazione basata su machine learning
Modelli ML per riconoscere e classificare il contenuto del segnale audio, oltre l'elaborazione DSP a regole fisse.
Trasmissione a distanza del segnale audio digitale
Lo standard Bluetooth permette di trasferire brani audio da dispositivi mobili ai sistemi di elaborazione ed amplificazione, tipicamente su distanze contenute. La connettività WiFi consente invece di propagare flussi audio su reti wireless ed infrastrutture esistenti anche di estensione maggiore. Altre tecnologie proprietarie (solitamente sulla banda ISM a 2.4GHz) permettono la trasmissione audio senza fili con le caratteristiche desiderate in termini di portata, topologia (punto/multipunto, unicast/multicast o broadcast), qualità elevata e latenza minima.
Esistono inoltre svariati protocolli standard per la trasmissione di segnali audio digitali su reti di comunicazione cablate basate su infrastruttura TCP/IP. Progettiamo schede di comunicazione con processori DSP o piattaforme Linux Embedded adatte all'implementazione di protocolli di streaming audio su reti cablate (Audio Over LAN, AES67) o wireless (Bluetooth, BLE, WiFi, 2.4GHz, UWB).
Firmware e hardware, progettati insieme
Il successo di un firmware di elaborazione audio è fortemente influenzato dalle caratteristiche dell'hardware su cui gira. Per questo il nostro team firmware lavora a stretto contatto con la progettazione hardware, fin dalle prime scelte architetturali.
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