Особенности SoC SigmaTel D-Major STMP35xx


Писать обзоры MP3-плееров в наше время огромнейшего разнообразия этих устройств далеко не самая тривиальная задача: всегда существует определенная вероятность упустить из виду какую-нибудь важную особенность или недостаток. Однако, с другой стороны, со временем наблюдается все большая и большая унификация по параметрам продукции, выпущенной различными производителями. Многие модели оказываются похожи друг на друга настолько, что начинаешь задумываться об оправданности написания отдельного обзора по каждой из них. И главной причиной этой похожести является чипсет, производства компании SigmaTel Inc. Именно о нем сегодня и пойдет разговор.

Впрочем, многие особенности чипа наши внимательные читатели, не пропускающие ни одной статьи на iXBT.com, уже могли вполне оценить, на примере множества основанных на нем плееров, попавших на тестовые испытания. Однако именно сейчас, на мой взгляд, возникла особенная потребность в систематизации информации, касательно новой версии этого чипа — SMTP35xx (основные особенности предыдущей серии SMTP34xx были расмотрены ранее в статье о Cenix MP-400), по причине того, что уже банально надоело писать в каждой статье о SigmaTel-плеерах одинаковые штампованые фразы (а уж о том, насколько читателю надоело их читать могу только догадываться ;)). Так что, надеюсь, что данная статья расставит все точки над «i» и позволит избежать излишних повторений в дальнейшем.

Общая информация

Для начала позволю себе развеять царящее в массах заблуждение о «китайском чипе SigmaTel». Наcтоящей родиной SigmaTel, являются США, а главный офис этой корпорации располагается в Остине, штат Техас. Основной род занятий – разработка и выпуск чипов для интегрированного аудио и мобильных аудиоустройств. А свою «желтую» репутацию SigmaTel получил из-за достаточно прочных деловых связей с азиатскими вендорами, активно выпускающими свои устройства на базе кодеков этой компании. Причем то, что мы называем «кодеками SigmaTel», на самом деле является портативными аудио SoC (Systems-on-Chips, системами на чипе), предназначенными для декодирования сжатых аудиофайлов. В последнее время в цифровых аудиоплеерах получили распространение именно SigmaTel Audio SoC серии STMP35xx, обладающие основными возможностями, необходимыми современному MP3-плееру. Однако, кроме использования в MP3-плеерах на базе флэш-памяти, STMP также теоретически может выступать в роли «ядра» для флэшдрайвов или портативных дисковых накопителей, во что, правда, верится с большим трудом, так как цена на STMP хоть и достаточно низкая, но все же несравнима с простым USB-контроллером. Так что в рамках этой статьи мы будем рассматривать чипсет только с точки зрения возможностей, которые могут быть использованы в плеерах.

Для особо интересующихся привожу общую функциональную схему STMP35xx:

В принципе для технически подкованного читателя такой схемы уже достаточно, чтобы сделать определенные выводы об основных возможностях чипсета и плееров на его основе. Но если вы ничего не поняли — не пугайтесь. Далее все расскажу доходчиво и по порядку ;)

Несмотря на общее сходство, серия SoC STMP35xx состоит из нескольких основных представителей, достаточно заметно различающихся: STMP3502, STMP3503, STMP3505, STMP3506, STMP3510, STMP3520, STMP3550 и STMP3560. Основные отличия друг от друга приведены в таблице ниже (взято из STMP35xx Audio Flash Player Application Datasheet).

  STMP3502/ 3503 STMP3505/ 3506 STMP3510/ 3520 STMP3550/ 3560
Заявленное время работы от одной батареи AA (час) 25 50 50 50
Интерфейс обмена данными USB 2.0 Full Speed (USB1.1) USB 2.0 Full Speed (USB1.1) USB 2.0 High Speed USB 2.0 High Speed
Наличие встроенной возможности перезарядки аккумулятора +
Поддерживаемые типы элементов питания 1×AA, 1×AAA 1×AA,1×AAA, Li-Ion, 2×AA, 2×AAA 1×AA,1×AAA, Li-Ion, 2×AA, 2×AAA 1×AA,1×AAA, Li-Ion, 2×AA, 2×AAA
Возможность кодирования в MP3 Только STMP3506 Только STMP3520 Только STMP3560
Поддерживаемые типы дисплеев LED/LCD
Поддержка Line-In и FM-In + + + +
Поддержка эквалайзера + + + +
Поддержка вложенных каталогов + + + +
Поддержка плейлистов + + + +
Поддержка Real Time Clock + + +
Поддержка Portable Device Digital Rights Management (PDDRM) Только STMP3503 + + +
Поддержка Windows Media DRM + + +

Сразу скажу, что кодеки серий STMP3502/3503 и STMP3505/3506 в этой статье я рассматривать не буду, так как реальных устройств на их основе я пока не встречал, да и сомневаюсь, что они когда-либо появятся: использовать сегодня спецификацию USB 2.0 Full Speed (по сути являющуюся обычным USB 1.1 только c возможностью работы и с USB 2.0 хостом) более чем неразумно. Так что нашего внимания заслуживают только STMP3510, 3520, 3550 и 3560. Причем первые два используются по большей части в батарейных моделях, а 50-й и 60-й чипы более склонны к встроенным аккумуляторам из-за наличия встроенной зарядки.

Внешний облик

На первый взгляд никакой связи между внешним видом конечных продуктов и используемым набором чипов никакого нет. Однако это не совсем верно. «Приятность» дизайна устройства зависит еще и от его размера (замечено, что громоздкие модели особой популярностью никогда не пользуются), а размер конечного устройства напрямую зависит от размера чипов. Конечно, на SigmaTel вряд ли получится что-то вроде Beatsounds EMP-Z, хотя по своим физическим размерам STMP35xx, пожалуй, даже поменьше чипа, использованного в EMP-Z, а малые размеры EMP-Z обусловлены в первую очередь компактным (а соответственно и далеко не самым емким) источником питания, который требует и очень скромного энергопотребления, а вот здесь как раз чипу от SigmaTel приходится туго. Но к счастью такая «экстремальная» компактность массовому пользователю по большому счету и не нужна, а вот в меру компактные и удобные «девайсы», снабженные различными украшательствами в пределах фантазии дизайнеров на базе SigmaTel, и при этом позволяющие использовать более громоздкие, но соответственно и энергоемкие источники питания, получаются «на ура» (примеры можно увидеть на фотографиях ниже). Кроме того, в состав чипа входит еще и аппаратный драйвер (не путать с программным) LCD или OLED-дисплея с, увы, достаточно скромным разрешением — не более чем 128 × 64 точек (у серии MSI MegaStick и Genius MP3-DJ и того меньше, а у iPod Shuffle экрана нет вообще).

MSI MegaStick 520
MSI MegaStick 528
MSI Mega Player 521
RoverMedia DP300FM
CMTech LiveMusic CA-F200
StLab A8
Apple iPod Shuffle
Transcend T.Sonic 610
Genius MP3-DJ

Поддержка форматов

Кодек SigmaTel имеет встроенную поддержку форматов сжатого аудио MP3 и WMA. Первый поддерживается без каких либо нареканий, к WMA претензий в принципе тоже никаких, кроме разве что непонимания таких экзотических форматов как WMA Lossless и Professional, которые, вообще говоря, пока не поддерживает ни одно из существующих мобильных устройств. Помимо этого, в плеерах на основе SigmaTel может быть реализована поддержка и других аудиоформатов, но уже на уровне микропрограмм отдельных устройств. Так, например мы видели достаточно неплохую поддержку Ogg Vorbis у CMTech LiveMusic CA-F200 (да и у RoverMedia DP300FM после некоторых хитрых манипуляций), а iPod Shuffle научили поддерживать родной для Apple формат AAC, а также популярный в штатах Audible. Большинство устройств прекрасно поддерживают несжатый WAV PCM , а также сжатый ADPCM-кодеком. С поддержкой WMA-тэгов у SigmaTel-устройств тоже все довольно гладко, а вот русские ID3-тэги многие устройства не любят (что в принципе логично из-за активного использования кодовой страницы 1251, а не Unicode , хоть последнее и теоретически возможно), но это уже лежит на совести самих производителей плееров, которым просто лень хоть немного переписать референсную прошивку.

Дополнительная функциональность

Основные функциональные аспекты, присущие SigmaTel STMP35xx и плеерам на его основе:

FM-радио

Несмотря на то, что сам по себе контроллер SigmaTel модуль приема радиотрансляций не содержит, на микросхеме имеется специальный вход FM In, позволяющий производителю припаивать к конечному плееру отдельный тюнер. К слову, почти все протестированные нами модели на SigmaTel (кроме iPod Shuffle) радиотюнер в своем составе имели (были замечены как достаточно хорошие реализации, так и откровенно посредственные), однако у большинства протестированных есть еще и «младшие братья» без FM . В Россию они как правило поставляются, а вот в Европе и Америке, где радио любят не так сильно как у нас, они вполне к месту.

Функции записи

На функциональной схеме контроллера можно наблюдать 3 входа — Mic In, Line In и упомянутый выше FM In. Соответственно, каждый вход может быть использован в плеере для записи сигнала с какого либо из этих источников. Правда далеко не все производители распаивают все 3 сразу, а в Apple, например, вообще от возможности записи отказалась (может потому, что SigmaTel в AAC кодировать не умеет ;)). Все чипы линейки поддерживают запись в WAV ADPCM, а STMP3506, STMP3520, и STMP3560 способны использовать и более качественный формат МР3. Стоит только учитывать, что даже в моделях MP3-кодером обладающих в некоторых режимах записи им воспользоваться не удастся. Так, например плееры от cmTech не позволяли производить кодирование в МР3 со встроенного микрофона (что изначально было даже принято за ограничение самого кодека), а плейдрайв MSI Mega Stick 528 напрочь отказался кодировать сигнал с радиотюнера, отвечая на такие попытки зависанием и отключением питания.

Поддержка карт памяти

А именно CF, SD/MMC и SmartMedia. Однако гиганты плееростроения не очень активно пользуются данной возможностью и пока поддержка карточек (из протестированных устройств) была замечена только у ST Lab A8, да и то только SD/MMC.

Поддержка HDD

SigmaTel STMP35xx поддерживает также использование жесткого диска в качестве носителя для хранения музыки. Производитель в документации даже предлагает варианты использования кодека в качестве основы для плееров на базе жестких дисков, правда пока таких решений на российском рынке замечено не было, но на решениях от SigmaTel уже довольно долго выходят плееры на базе жестких дисков от Rio, довольно популярные в США и Японии, но пока отсутствующие у нас.

Эквалайзер

Поддержка эквалайзера в чипе имеется, однако большинство производителей ограничивается небольшим набором пресетов. Полноценный пользовательский пятиполосный эквалайзер был обнаружен лишь в двух протестированных моделях, причем у одной он появился только в последних версиях прошивки.

Поддержка плейлистов

Приятная фича, используемая почти везде. Удобство использования правда опять-таки напрямую зависит от конкретной прошивки.

Поддержка подкаталогов

Все плееры на SigmaTel поддерживают проигрывание музыкальных файлов из директорий вплоть до 19 уровня вложенности.

Качество звучания

Одним из основных недостатков предыдущей серии контроллеров SigmaTel STMP34xx было не самое высокое качество аудиотракта, а именно — очень высокая неравномерность АЧХ. К счастью, инженеры SigmaTel подсуетились очень оперативно, и в случае плееров, основанных уже на новых кодеках, мы можем наблюдать куда более высокое качество воспроизведения музыки. Результаты тестов аудиотракта различных плееров на базе SigmaTel STMP35xx по нашей стандартной методике (Terratec DMX 6fire, RMAA версий 5.4 и в последних статьях — 5.5, MP 3 GOGO-no-coda 3.12 (для RMAA 5.4) и LAME version 3.96.1 (для RMAA 5.5) 320 Кбит/с) можно посмотреть по ссылкам:

Единственное, что портит общее впечатление — усилитель, который в некоторых моделях на высоких уровнях громкости показывает достаточно сильные нелинейные искажения, что крайне негативно сказывается на итоговом качестве звука.

Обмен данными с ПК

Как уже было упомянуто выше, все попавшие к нам за последние полгода, MP3-плееры на основе SigmaTel обладают поддержкой High Speed USB 2.0, причем не только на бумаге, но и на практике. Скорость, правда, далеко не самая высокая для устройств этого класса (существуют плееры, передающие данные в 3-4 раза быстрее), однако на фоне огромного числа конкурентов, до сих пор не расстающихся с USB 1.1 смотрятся очень неплохо. Так собствнно скорость передачи данных в обычном файловом менеджере, ибо чип «по дефолту» поддерживает UMS-подключение (хотя конечно сегодня это уже даже не должно подвергаться сомнению) в среднем по плеерам такая:

  • Запись: 1–2,5 Мбайт/с
  • Чтение: 2–4 Мбайт/с

Но на базе SigmaTel частенько делают не просто плееры, а плейдрайвы, к которым предъявляются несколько более жесткие требования в плане скорости. Соответственно, кроме среднестатистической оценки проведем более полное тестирование одного из плейдрайвов на SigmaTel (какого именно не скажу по причине политкорректности) — все остальные устройства на этом чипе показывают практически идентичные результаты (проверено!), разброс параметров обусловлен в основном потерями на файловую систему.

Для начала старый добрый HDTach 2.61:

Серия более современных и «продвинутых» тестов AIDA32 3.94.2:

Linear Read
Linear Write
Random Read
Random Write
Average Access

И на закуску скрипт Speedtest 2.0, позволяющий оценить среднюю скорость копировния на устройство напрямую блоков различного размера.

Энергопотребление

В спецификациях от SigmaTel приводится число — 50 часов от батарейки типа AA (вопрос на засыпку: в рекламе какого плеера это было использовано? ;)) В реальности же все как всегда зависит от используемого элемента питания, насыщенности конечного устройства дополнительными возможностями, типа дисплея и подсветки, да и от стиля использования пользователем, наверное, в самой большей степени.

Особенности прошивки

Несмотря на то, что SigmaTel не предоставляет референсные прошивки для своей продукции конечным пользователям, а прошивки каждого отдельного плеера различаются достаточно серьезно, выделить некоторые основные особенности все-таки можно.

  • Для перепрошивки устройства используется программа Firmware Update, работающая под Windows
  • Основными файлами прошивки являются bootmanager.sb, resource.bin, stmpsys.sb и usbmsc.sb
  • Остутствие навигации по файловой системе (только переключение вперед/назад). У многих плееров в прошивке это исправлено
  • Раздельные режимы проигрывания музыки и записанных файлов (опять-таки не везде)
  • При «убийстве» прошивки в большинстве плееров на SigmaTel возможно произвести ее восстановление следующим образом:
    • Если скончался плеер с батарейным питанием — вытащить батарейку (не знаю зачем, но так рекомендовано производителем)
    • Нажать кнопку «Play» (если такая в плеере присутствует :)) и, удерживая ее, воткнуть устройство в USB-порт
    • Плеер должен определиться системой как Recovery Device
    • Если система запросит установку драйвера — установить его в автоматическом режиме (в Windows XP необходимый драйвер присутствует по умолчанию)
    • Запустить Firmware Update и перепрошить плеер стандартным способом
  • Несмотря на то, что частоту DSP-ядра в серии 35xx по сравнению с 34xx подняли с 65 до 75 Мгц, производительности чипа все равно не хватает для реализации многих процессорозависимых «фич», что особенно заметно на примере хорошо переписанной прошивки RoverMedia/cmTech

Модели плееров и цена

Название Размеры, мм Масса, г Память, Мбайт Дисплей Аудиоформаты Запись Питание Цена (512 Мбайт)
MSI MegaStick 520 95,7 × 32,95 × 22,2 29 (без батареи) 256, 512 LCD (96x25) MP3, WMA, ADPCM ADPCM ААА Н/Д(0)
MSI Mega Player 521 82 × 51 × 18,6 60 256, 512 OLED MP3, WMA, ADPCM ADPCM Встроенное,
Li-Ion
Н/Д(0)
ST Lab A8 65,7 × 46,4 × 16,5 38 (без батареи) 128, 256, 512, 1024 OLED MP3, WMA, ADPCM ADPCM ААА Н/Д(0)
RoverMedia DP300FM 56 × 29 × 17 37 128, 256, 512, 1024 LCD MP3, WMA, ADPCM, OGG1 ADPCM, MP3 Встроенное,
Li-Pol
Н/Д(0)
CmTech LiveMusic CA-F200 60 × 25 × 25 31 (без батареи) 128, 256, 512, 1024 LCD MP3, WMA, ADPCM, OGG2 ADPCM, MP3 АА Н/Д(0)
Apple iPod Shuffle 84 × 25 × 8,4 22 512, 1024 отсутствует MP3, WMA3, AAC, Audible отсутствует Встроенное Н/Д(0)
Transcend T.sonic 610 70 × 34,5 × 15,5 28 256, 512, 1024 OLED MP3, WMA, ADPCM ADPCM Встроенное,
Li-Ion
Н/Д(0)

1 — только при использовании прошивки оригинальной корейской прошивки Digital LiveMusicQ

2 — только при использовании прошивки 070.001

3 — перекодируется iTunes в AAC

Выводы и дальнейшие перспективы

За последние 2 года аудиоконтроллер от SigmaTel превратился из «гадкого утенка» в мире MP3-плееров в, наверное, наиболее часто используемый в устройствах этого класса набор логики. Сегодня SigmaTel является крайне недорогим и функциональным решением, на базе которого производится множество действительно неплохих устройств, а замечательный аудиотракт новой серии и поддержка USB 2.0 ставят устройства на этом достаточно дешевом контроллере в один ряд с куда более дорогими собратьями. Конечно, более дорогие конкуренты могут взять за счет более продвинутой функциональности, но задумайтесь, будете ли вы покупать флешовый плеер для просмотра картинок или видеоклипов на характерном для таких устройств микроскопическом экране? С другой стороны, на горизонте уже появилась и следующая серия — STMP36xx, основаная не на DSP-ядре как предыдущие чипы, а включающая в себя процессор ARM 9, что позволит существенно расширить функциональные возможности основанных на новых SigmaTel устройств вплоть до установки на них полноценных встраиваемых операционных систем вроде ucLinux (до сих пор этим пока могли похвастаться только плееры на HDD). Более того, на дальнейшее развитие этого SoC может очень благотворно повлиять недавняя покупка SigmaTel-ом ИТ-активов небезызвестной компании Rio (той самой, что производит SigmaTel-плееры на жеских дисках ;) ) и перехода программистов Rio на работу в SigmaTel, что позволит компании повысить качество внутреннего ПО новых чипов (за счет отказа от аутсорсинга), а также дает надежду на то, что в новых чипах мы увидим такие «фичи» характерные для Rio, как проигрывание без промежутков и параметрический эквалайзер. Но это все в будущем (предположительно в 2006 году), а пока мы имеем добротное и недорогое «сердце» для целого класса MP3-проигрывателей. Разумеется, не лишенное недостатков, но позволяющее получить практически все, что нужно массовому пользователю.

 

Дополнительно

iXBT BRAND 2016

«iXBT Brand 2016» — Выбор читателей в номинации «Процессоры (CPU)»:
Подробнее с условиями участия в розыгрыше можно ознакомиться здесь. Текущие результаты опроса доступны тут.

Нашли ошибку на сайте? Выделите текст и нажмите Shift+Enter

Код для блога бета

Выделите HTML-код в поле, скопируйте его в буфер и вставьте в свой блог.