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Compact Flash Player/Recorder
Il Compact Flash Player/Recorder è un registratore/riproduttore audio che utilizza come supporto di memoria le Compact Flash Card, memorie più comunemente usate nelle macchine fotografiche digitali.
Lo scopo principale di tale dispositivo è quello di venire incontro alla crescente domanda da parte del mercato, di apparecchi in grado di, collegati a sistemi di amplificazione audio, fornire un ampio spettro di messaggi vocali o di segnali acustici da utilizzare nell’ambito di strutture dedicate all’accoglimento di gruppi di persone o alla fornitura di servizi a comunità.
In altre parole, oggi è sempre più forte l’esigenza di avere all’interno di centri di aggregazione (supermercati, sale convegni, mezzi di trasporto pubblici, scuole, centri sportivi, Università, ecc.) dispositivi in grado di informare i presenti tramite messaggi vocali (segnalazione di un evento in corso o semplicemente del numero di cliente da servire all’interno di un negozio affollato) o di segnalare loro condizioni particolari, tramite segnali acustici, che richiedano ad essi un certo tipo di azione/reazione (pericolo di incendio, segnale di evacuazione di un ambiente, ecc.).
Il tipo di informazione o di segnalazione, peraltro, può essere “standard” e comune a più applicazioni (replica di una sirena d’allarme, o campanella di fine lezione), o può essere un’informazione specificatamente legata all’ambiente all’interno del quale il dispositivo deve essere utilizzato (saluto e ringraziamento da parte della società autostrade a pedaggio pagato).
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È chiaro dunque che un dispositivo che possa soddisfare le esigenze sopra esposte, deve essere in grado di registrare i segnali o le informazioni vocali opportune, ed alloggiarle su un supporto rimovibile, al fine di poter creare “librerie” di suoni o di informazioni vocali, da utilizzare in differenti ambienti e situazioni, che risiedano su supporti sostituibili senza la necessità di modificare la struttura principale del dispositivo.
Inoltre, tale dispositivo, deve essere in grado di riprodurre i segnali precedentemente registrati sul supporto di memoria, affinché vengano diffusi attraverso un opportuno impianto di diffusione nell’ambito della specifica applicazione.
A tale scopo e per le applicazioni sopraesposte, è stato progettato e realizzato il Compact Flash Player/Recorder oggetto della tesi.
Tale Compact Flash Player/Recorder (che d'ora in avanti sarà abbreviato in CF-P/R) è dunque in grado di registrare e ovviamente riprodurre con due diverse frequenze di campionamento, che sono rispettivamente 39062.5 Hz e 24414.06 Hz. Tale opzione permette di ottenere una maggiore durata della registrazione a una frequenza di campionamento di 24414.06 Hz invece che a 39062.5 Hz, al prezzo di una leggera perdita di qualità del segnale audio per il conseguente restringimento della banda (12207.03 Hz per il teorema di Nyquist). Questa perdita di qualità è trascurabile se il segnale che voglio registrare e/o riprodurre è un segnale vocale, avendo quest'ultimo banda intrinsecamente limitata, decisamente minore di 12207.03 Hz. Inoltre è possibile impostare il CF-P/R in modo tale che la riproduzione (registrazione) parta automaticamente all'accensione della macchina. Un'altra opzione permette di far riprodurre il contenuto della Compact Flash card in modo continuativo, ripartendo automaticamente in riproduzione una volta arrivati in fondo alla stessa. Questo vale solo in riproduzione, perché in registrazione si potrebbe involontariamente coprire quanto registrato precedentemente e perderne quindi inevitabilmente il contenuto. L'hardware utilizzato è una board sulla quale è montato il codec a 16 b (convertitore A/D e convertitore D/A con varie possibilità di gestione) per l'acquisizione dell'audio dall'esterno e per la riconversione del segnale digitale in segnale analogico, segnale digitale e che era immagazzinato nella Flash card, il DSP che si occupa della gestione delle varie parti oltre che del flusso dati e della gestione dei comandi esterni, una SRAM esterna che si utilizza come buffer per la Flash card, una EPROM sulla quale
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viene caricato il codice che viene poi acquisito dal DSP in fase di boot all’accensione e della logica di supporto (registri e porte logiche) per far comunicare correttamente le varie parti. Naturalmente sulla board è presente anche il connettore nel quale si inserisce la Flash card. In definitiva il CF-P/R è in grado di registrare (riprodurre) con qualità audio tipo CD (conversione a 16 b con frequenza di campionamento a 39062.5 Hz) oppure, come già detto, con qualità “vocale”, che permette di avere una maggiore durata di registrazione (riproduzione) pagando una piccola perdita in qualità sonora.
Viene data qui di seguito una breve descrizione del contenuto dei seguenti capitoli componenti tale progetto di tesi:
• Nel primo capitolo daremo una breve panoramica introduttiva sulle principali caratteristiche delle flash card, focalizzando l’attenzione sugli aspetti che hanno riguardato maggiormente il nostro progetto.
• Nel secondo capitolo daremo invece una descrizione dell’hardware utilizzato, presentando le varie parti che si trovano a bordo della scheda già realizzata dalla Seed, e riportando anche nota del debug hardware relativo ad ogni singolo componente; processo questo che ha richiesto un periodo significativo del nostro progetto di tesi.
• Nel terzo capitolo si farà una breve panoramica sull’ambiente di sviluppo utilizzato nella realizzazione di tale progetto: l’emulatore della Texas Instruments e il software Code Composer versione 2.0.
• Nel quarto capitolo affronteremo la descrizione del codice, descrivendo nel dettaglio la parte relativa al processo di scrittura e lettura, tralasciando momentaneamente la parte relativa al controllo comandi, che sarà oggetto del quinto capitolo. Verrà quindi presentato un diagramma di flusso generale del codice, entrando poi nel dettaglio di alcune parti per analizzare le tecniche utilizzate per risolvere i vari problemi che si sono incontrati durante la creazione del codice.
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• Nel quinto capitolo si tratterà invece la gestione dei comandi dall’esterno a livello di codice, ovvero si vedranno le soluzioni software scelte per la gestione dei comandi.
• Nel sesto e ultimo capitolo si parlerà del sistema “fisico” realizzato per verificare la corretta funzionalità dei comandi e di tutto il sistema una volta staccato dall’emulatore e completato con l’EPROM contente il codice da eseguire.
