DSPi เป็นเฟิร์มแวร์ประมวลผลสัญญาณเสียง (Audio DSP) แบบครบเครื่องสำหรับ Raspberry Pi Pico, Pico 2 และบอร์ด Raspberry Pi รุ่นอื่น ๆ ที่ใช้ชิป RP2040/RP2350 โดยเปลี่ยนบอร์ดเหล่านี้ให้กลายเป็น USB Sound Card ที่มี DSP ในตัว
ผู้ใช้สามารถใช้งานเครื่องมือสำคัญต่าง ๆ เช่น Room Correction, Active Crossover, Parametric EQ, Time Alignment และอื่น ๆ โดย DSPi สามารถทำงานเสมือน Sound Card ทั่วไปที่เชื่อมต่อกับคอมพิวเตอร์
ความสามารถของเฟิร์มแวร์ DSPi :
- Dual-Core DSP – แบ่งการประมวลผล EQ ไปยังทั้ง 2 คอร์ของชิป RP2040 และ RP2350
- USB Audio Interface – รองรับสัญญาณเสียง PCM แบบ 16-bit และ 24-bit ที่ Sampling Rate 44.1, 48 และ 96 kHz ทำงานได้กับ macOS, Windows, Linux และ iOS
- S/PDIF Input – รองรับเสียง PCM Stereo 24-bit ที่ 44.1 หรือ 48 kHz
- 24-bit S/PDIF หรือ I2S Outputs – รองรับเอาต์พุต Stereo อิสระสูงสุด 4 ชุด หรือ 8 ช่องบน RP2350 และ 4 ช่องบน RP2040
- Subwoofer Output – มีช่องเอาต์พุต PDM แบบ Mono โดยเฉพาะ พร้อม High-performance 2nd-order Delta-Sigma Modulator ทำให้สามารถส่งสัญญาณไปยัง Subwoofer ได้โดยตรงโดยไม่ต้องใช้ DAC ตัวที่สอง
- Per-Channel Preamp – ควบคุม Gain แยกอิสระสำหรับช่อง USB Input แต่ละช่อง (L/R) โดยทำงานเป็น PASS 1 ของ DSP Pipeline ก่อนเข้าสู่การประมวลผลอื่น
- Matrix Mixer – สามารถกำหนดเส้นทาง USB Input ทั้งสองช่องหรือเพียงช่องใดช่องหนึ่งไปยัง Output ใดก็ได้ พร้อมปรับ Gain และ Phase Invert แยกกันในแต่ละ Crosspoint รองรับ 2×9 บน RP2350 และ 2×5 บน RP2040
- Parametric Equalization – รองรับ PEQ สูงสุด 10 แบนด์ต่อช่อง พร้อม Filter 11 ประเภท ได้แก่ Peaking, Low/High Shelf, Low/High Pass, Notch, All-pass รวมถึง Shelf และ All-pass แบบ First-order ที่มีการปรับความชันอย่างนุ่มนวล รวมทั้งหมด 110 Filter Bands บน RP2350 และ 70 Bands บน RP2040
- Active Crossovers – รองรับ Crossover Filter สูงสุด 4 ชุดต่อ Output Channel ได้แก่ Linkwitz-Riley, Butterworth และ Bessel สำหรับ Low/High-pass สูงสุด 8th order หรือ 48 dB/oct เหมาะสำหรับการใช้งานกับลำโพงหลายทางและการเชื่อมต่อ Subwoofer
- Volume Leveller – คอมเพรสเซอร์แบบ Upward Compressor ที่อิง RMS และเชื่อมโยง Stereo โดยใช้ Soft Knee เพื่อยกระดับเสียงที่เบาให้เข้าใกล้ระดับเป้าหมาย โดยไม่เพิ่มระดับเสียงของช่วงที่ดังอยู่แล้ว รองรับ Lookahead 10 ms, การตั้งค่าความเร็วและเพดาน Max Gain รวมถึง Safety Limiter ที่ลด Gain สูงสุด -6 dBFS
- Loudness Compensation – ปรับ EQ ตามระดับ Volume โดยอ้างอิงมาตรฐาน ISO 226:2003 Equal-loudness Contour
- Headphone Crossfeed – ใช้ Crossfeed แบบ BS2B พร้อม Interaural Time Delay (ITD) เพื่อลดการแยกเสียง Stereo ที่ไม่เป็นธรรมชาติขณะฟังผ่านหูฟัง
- Master Volume – กำหนดเพดานระดับเสียง Output ที่ตัวอุปกรณ์ได้ตั้งแต่ -128 ถึง 0 dB พร้อม True-mute และทำงานในขั้นตอนสุดท้ายของ Signal Chain โดยไม่ขึ้นกับระดับเสียงจาก USB Host หรือ DSP Processing
- Per-Output Gain & Mute – ควบคุม Gain และ Mute แยกอิสระสำหรับ Output Channel แต่ละช่อง
- Time Alignment – ตั้งค่า Delay แยกสำหรับ Output แต่ละช่องได้สูงสุด 85 ms เพื่อจัดแนวเวลาระหว่างลำโพงและ Subwoofer พร้อมชดเชย Latency อัตโนมัติระหว่างเส้นทาง S/PDIF/I2S และ PDM
- Configurable Output Pins – สามารถกำหนด GPIO Output ทั้งหมดใหม่ได้ขณะทำงาน รวมถึง I2S BCK/MCK เพื่อให้เหมาะกับ Layout ของ PCB แบบ Custom
- 10-Slot Preset System – บันทึก โหลด และจัดการ DSP Configuration ได้สูงสุด 10 ชุด พร้อมตั้งชื่อ Preset ได้ตามต้องการ
Diagnostics – มีระบบตรวจสอบ Peak/Clip Meter แยกแต่ละช่อง, USB PHY Error Counter เช่น CRC, Bit-stuff, Timeout, Overflow และ Sequence, สถิติ Buffer Fill, S/PDIF DMA Starvation Counter สำหรับแต่ละ Output Slot และรายงาน CPU Load ของแต่ละคอร์ - Firmware Update ผ่าน USB – สามารถใช้ Vendor Command เพื่อ Reboot อุปกรณ์เข้าสู่ UF2 Bootloader แล้วอัปโหลด Firmware ใหม่ผ่านแอป DSPi Console โดยไม่ต้องกดปุ่ม BOOTSEL บนบอร์ด
DSPi สำหรับ Raspberry Pi RP2040 และ RP2350 มีความสามารถโดยรวมใกล้เคียงกัน โดยทั้งคู่สามารถ Overclock Core ไปที่ 307.2 MHz, รองรับ Sampling Rate 44.1 / 48 / 96 kHz, Output Bit Depth 24-bit, Preset สำหรับผู้ใช้ 10 ชุด, S/PDIF Input และฟีเจอร์อื่น ๆ แต่ก็มีความแตกต่างที่สำคัญดังนี้
| คุณสมบัติ | RP2040 (Pico) | RP2350 (Pico 2) |
|---|---|---|
| Audio Processing | Q28 Fixed-Point | Single-Precision Float |
| EQ Bands | 10 ต่อช่อง (รวม 70) | 10 ต่อช่อง (รวม 110) |
| จำนวนช่องสัญญาณรวม | 7 (2 Master + 4 S/PDIF·I2S + 1 PDM) | 11 (2 Master + 4 S/PDIF·I2S + 1 PDM) |
| ช่องเอาต์พุต | สเตอริโอ 2 ชุด (แต่ละชุดเป็น S/PDIF หรือ I2S) | สเตอริโอ 4 ชุด (แต่ละชุดเป็น S/PDIF หรือ I2S) |
| Math Engine | ARM Assembly ที่ปรับแต่งด้วยมือ | Hardware FPU (Hybrid SVF/Biquad EQ) |
| EQ แบบ dual-core | ใช่ (คอร์ 1 ประมวลผลเอาต์พุต 3-4) | ใช่ (คอร์ 1 ประมวลผลเอาต์พุต 3-8) |
Dual-Core EQ รองรับ (Core 1 ประมวลผล Output 3-4) รองรับ (Core 1 ประมวลผล Output 3-8)
นอกจาก Firmware แล้ว Weeb Labs ยังพัฒนาแอป GUI DSPi Console เพื่อให้สามารถควบคุม DSPi Firmware ได้อย่างเต็มรูปแบบบน macOS, Windows และ Linux โดยสามารถควบคุมแบบ Real-time, จัดการ Filter, ตั้งค่าอุปกรณ์ รวมถึงตรวจสอบและแสดงผลข้อมูลต่าง ๆ
ถ้าผู้ใช้ต้องการทำงานผ่าน Command Line ก็สามารถใช้ DSPi Terminal ซึ่งมีความสามารถโดยพื้นฐานเหมือนกับ DSPi Console
สามารถดูRepository ของ DSPi Firmware, DSPi Console สำหรับแพลตฟอร์มต่าง ๆ, DSPi Terminal รวมถึงโปรเจกต์อื่น ๆ เช่น Port สำหรับ STM32 และ Front Panel สำหรับ ESP32-S3 ได้จากบัญชี GitHub ของ Weeb Labs ผู้พัฒนายังได้โพสต์โพสต์บทความแนะนำโปรเจกต์บน Audio Science Review เมื่อเดือนกุมภาพันธ์ 2026 และกระทู้ดังกล่าวยังคงมีการพูดคุยอย่างต่อเนื่องและได้รับความสนใจ โดยปัจจุบันมีความยาวถึง 121 หน้า ขณะที่ Repository ของ DSPi Firmware บน GitHub มียอด Star แล้วกว่า 1,200 ดวง แสดงให้เห็นว่าโปรเจกต์นี้ได้รับความนิยมในกลุ่มผู้สนใจระบบเสียง โปรเจกต์นี้ได้รับการพัฒนาโดยใช้ความช่วยเหลือจาก AI อย่าง Claude และจากการวิเคราะห์โค้ดด้วย AI พบว่าโค้ดมีคุณภาพอยู่ในระดับดีสำหรับซอฟต์แวร์ที่พัฒนาโดยกลุ่ม Hobbyist แม้ว่าไฟล์ C บางไฟล์จะมีขนาดค่อนข้างยาว ซึ่งส่วนหนึ่งเกิดจากการมีคอมเมนต์จำนวนมาก
แปลจากบทความ : DSPi firmware turns Raspberry Pi RP2040/RP2350 into a USB sound card with an onboard DSP engine
บรรณาธิการข่าวและบทความภาษาไทย CNX Software ได้มีความสนใจในด้านเทคโนโลยี โดยเฉพาะ Smart Home และ IoT