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        過去一年多以來最熱門的電子產品,是什麼?!莫非數位音樂莫屬。 而MP3 更是當紅電子機。其實,以單晶片應用來說, MP3 算是蠻不錯的應用領域,尤其以國內SOC的設計能力來說, 都是蠻合適做系統應用的。往後我會陸續介紹一些相關技術。

        首先,先介紹一下何謂MP3 ?! 所謂MP3 ,一般懂技術的人都會說:就是MPEG 1 Layer 3!! 其實,MP3 的規格內不只如此,他涵蓋了: MPEG 1/ MPEG 2/MPEG 2.5 ;又細分為 Layer 2 及Layer 3 ! 因為是破壞性的音樂資料壓縮,所以,牽涉壓縮率,因此就會常聽到 所謂 BitRate !

MPEG 1 Layer 3 的Bitrate 分成: 32,40,48,56,64,80,96,112,128,160,192,224,256,320 kbps

MPEG 1 Layer 2 的Bitrate 分成: 32,48,56,64,80,96,112,128,160,192,224,256,320,384 kbps

MPEG 2 Layer 2 and Layer 3 分成: 8,16,24,32,40,48,56,64,80,96,112,128,144,160 kbps

         好的MP3 Player 都應該支援所有規格。 而以人類一般人對音樂的靈敏度來說,128 kpbs 大概就分不太出音樂壓縮的感覺了。 當然,一般解壓縮晶片也分成 16 bits 解壓縮或 24 bits 甚至32 bits 解壓縮∼ 這是指他解壓縮數學上的所用的變數量,bits 數越小,他的truncation error 就越大。 若以 16 bits 與24 bits 來說:還是可以聽出他的些微差異。 但用32 bits 解又似乎太浪費了一點,所以一般解碼IC大多用到 24 bits~ (註:雖然有些 Embedded system 用的處理器是 32bits的,但他的音樂解碼部分, 可能還是Embedded 一棵 24bits DSP 解碼器而已!)

         MP3 的音樂資料內容都是以 Frame 為單位,所以,他有個好處就是, 您的MP3 檔案不完全,也可以播放,只要每個單一的Frame 完整就可以了。 也就因為如此,MP3 在系統應用上就蠻好玩的: 您要他快進或快退或是重複某一段音樂就可以隨心所欲了∼∼ 但先決條件就是:解MP3 音樂的解碼器(一般為DSP),要有 Error Correction 的能力,因為萬一您截斷的MP3 音樂是在 Frame 的一半時,解碼器必須跳脫解碼,並往下搜尋下一個Frame ! 就像您看VCD或DVD時,會有一些類似碼賽克的東西, (尤其是盜版光碟或是有刮傷的) 那就是資料內容有錯誤發生時的現象。 您不要覺得這沒什麼。國際大廠SigmaTel 的IC也曾犯這個毛病。 有人將 一般 TXT 文件檔改成 *.MP3 放進 MP3 player之後, 竟然發生當機現象!!這就是在系統上沒有做好保護作用!!

            另外,也因為它也是數位化資料處理,所以,只要您的系統有數位系統在, 就很容易產生音樂,而且音樂格式的資料取得與處理, 在網路上或電腦上都很容易處理,所以,過去那些奇奇怪怪的音源IC或是 發音單調類似機械聲的東西,您都可以輕易的用此產品觀念給取代。

            回歸正轉:而每一個 Frame 都是以音樂取樣方式取得數位資料加以壓縮。 所以,取樣模式也會牽扯音樂品質。

        1 audio frame = 1152 samples (MPEG 1) 576 samples (MPEG 2, 2.5)

        而取樣速率(Sample Rate ):又可以分成:

            44.1KHz , 48KHz, 32KHz, (MPEG 1)

            22KHz, 24KHz, 16KHz, (MPEG 2)

            11KHz, 12KHz, 8KHz (MPEG 2.5)

 綜合以上,您就很容易算出,一首MP3 會有多大的資料內容了。 同理,在播放過程中也可以輕易算出播放秒數了。 這就是您們常看到的MP3 Player 模樣了。 但是這種算法還是有例外的∼有一種 壓縮格式稱為 Variable BitRate(VBR), 就是一首歌中間他的bitrate 不是固定的,而是隨時改變的。 這種歌曲在作系統時,最難的是:快進或快退時,捉不到他的秒數, 可能當快進或快退結束後,再播放一兩個Frame 才有辦法再修正秒數。 接下來我會從一些技術觀點切入,讓大家能一探此類產品的開發, 讓大家有機會去玩一下,有聲世界的美妙。

 ∼∼(待續)∼∼

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