MP3/MP4工作原理简述

　　播放器是利用数字信号处理器(DigitalSignalProcessed)来完成处理、传输和任务的。
　　
　　DSP掌管随身听的数据传输、设备接口控制、文件解码回放等活动。DSP能够在非常短的时间里完成多种处理任务，而且此过程所消耗的能量极少（这也是它适合于便携式播放器的一个显着特点）。
　　
　　一个完整MP3播放器分为以下几个部分：中央处理器、解码器、存储设备、主机通信端口、音频和、显示界面和控制键。其中中央处理器和解码器是整个系统的核心。
　　
　　这里的中央处理器通常称为MCU（单片），简称。它运行MP3的整个控制程序，也称为F-ireware（或者固件程序）。它控制MP3各个部件的工作：从存储设备读取数据送到解码器解码，与主机连接时完成与主机的数据交换，接收控制按键的操作，显示系统运行状态等任务。解码器是芯片中的一个硬件模块，或者说是器（有的MP3播放器是软件解码，由高速中央处理器完成）。它可以直接完成各种格式MP3数据流的解码操作，并输出或I2S格式的数字音频信号。
　　
　　存储设备是MP3播放器的重要部分，通常的MP3播放器都采用半导体(FLASHMEMORY)或者硬盘(HDD)作为储存设备。它接受储存主机通信端口传来的数据（通常以文件形式），回放的时候MCU读取存储器中的数据并送到解码器。数据的存储要有一定格式。众所周知，PC管理磁盘数据是以文件形式，MP3也不例外，最常用的办法就是直接利用PC的文件系统来管理存储器。徽软操作系统采用的是FAT文件系统，这也是使用最广泛的一种文件系统。播放器的任务之一就是要实现FAT文件系统，即可以从FAT文件系统的磁盘中按文件名访问并读出其中的数据。
　　
　　主机通信端口是MP3播放器与PC机交换数据的通道，PC通过该端口操作MP3播放器存储设备中的数据，进行删除、复制文件等操作。目前使用最广泛的是USB总线，并且遵循微软定义的大容量移动存储协议规范，将MP3播放器作为主机的一个移动存储设备。这里需要遵循几个规范：USB通信协议、大容量移动存储器规范和SCSI（小型计算机系统接口）协议。
　　
　　音频DAC（数／模转换器）将数字音频信号转换成模拟音频信号，以推动耳机、功放等模拟音响设备。这里要介绍一下数字音频信号。数字音频信号是相对模拟音频信号来说的。
　　
　　声音的本质是波，人能听到的声音的在20～20kHz之间，称为声波。模拟信号对波的表示是连续的函数特性，基本的原理是不同频率和的波叠加在一起。数字音频信号是对模拟信号的一种量化，典型方法是对时间坐标按相等的时间间隔采样，将振幅量化。单位时间内的采样次数称为采样频率。这样一段声波被数字化后就可以变成一串数值，每个数值对应相应抽样点的振幅值，按顺序将这些数字排列起来就是数字音频信号了。这是ADC（模/数转换器）工作过程，DAC（数/模转换器）工作过程相反，将连续的数字按采样时候的频率顺序转换成对应的。MP3解码器解码后的信息属于数字音频信号（数字音频信号有不同的格式，最常用的是PCM和I2S两种），需要通过DAC转换器变成模拟信号才能推动功放，被人耳所识别。
　　
　　MP3播放器的显示设备通常采用或者等来显示系统的工作状态。控制键盘通常是按钮开关、键盘和显示设备合起来构成了MP3播放器的人机交互界面。
　　
　　MP3播放器的软件结构跟硬件是相对应的，即每一个硬件部分都有相应的软件代码，这是因为大多数的硬件部分都是数字可编程控制的。