USB аудио транспорт York Pico

[eclipsevl]

Для моих проектов мне требовался USB транспорт для вывода звука и еще один канал для управления устройством. Например, для управления DSP.

В прошлый раз я решил эту задачу с использованием USB хаба и USB to Serial конвертера. Таким образом, из 3 чипов собирался нужный мне интерфейс:
https://forum.vegalab.ru/showthread.php?t=87081

Попытка объединить все в одном чипе была с проектом от maxssau на XMOS. Тоже рабочее решение, но большая проблема с доступностью чипов, особенно в нужном корпусе.

Таким образом вариант развития транспорта на pic32mz показался мне самым логичным. Первый прототип модуля был основан на проекте Алексея: по схемотехнике он практически полностью повторял оригинальный проект и был рассчитан на вывод двухканального аудио, плюс последовательный интерфейс. В процессе тестирования прошивки на основе оригинального исходного кода было выявлено несколько проблем при работе в разных ОС. Также не был до конца реализован последовательный порт.
Свою версию прошивки с исправлениями я выкладывал в оригинальной теме и на гитхаб: https://github.com/eclipsevl/york_pic32mz_uac2_osfw/

https://forum.vegalab.ru/showthread....=1#post3173229

После этого продолжил работу над нужными мне функциями. И понеслось Были реализованы:
1. Бутлоадер. Необходим для обновления прошивки по USB, без программатора.
2. Гибкая конфигурация устройства с помощью утилиты для ПК (она же используется для обновления прошивки)
3. HID интерфейс для передачи служебной информации и конфигурации устройства. Изначально я планировал использовать последовательный порт, но HID подходит куда лучше.
4. Последовательный интефейс, может быть включен опционально.
5. Различные дополнительные варианты вывода аудио: s/pdif, 8 канальный tdm, двойной i2s (для использования некоторых ЦАП поканально в моно режиме)
6. Различные варианты тактирования: генераторы модуля, внешний клок (слейв режим), тактирование от внутренней PLL.
7. I2C порт и библиотека для интеграции с SigmaStudio: для одновременного ввода/вывода аудио и программирования DSP ADAU.

Последнее на данный момент является уникальной комбинацией и удачно вписывается в проекты DSP: https://www.diyaudio.com/community/t...6#post-7522832

Утилита для конфигурации и обновлентя прошивки выглядит так:

Настройка имени устройства и PID/VID

Аудио интерфейс:

Возможности на данный момент:
1. Ввод до 2 каналов PCM, до 192кГц (384кГц при внешнем тактировании 1024fs)
2. Вывод 2 каналов PCM, до 192кГц
(384кГц при внешнем тактировании)
3. Вывод 8 каналов в режиме TDM8 (до 96кГц, при тактировании от PLL)
4. Вывод 2 каналов S/PDIF, до 192кГц при тактировании от PLL


Ну и конечно в самом простом варианте этот модуль может работать аналогично Аманеро, в слейв или мастер режиме.
DSD еще не тестировал.

Фото модуля, вторая версия.

Дополнительный 4 пиновый разъем может быть конфигурирован как i2c/uart/gpio, также используется для принудительного входа в бутлоадер (в случае неудачного обновления ПО).

Доступен в двух вариантах: USB-C и USB-B. Сам транспорт довольно компактен: уместится на площади около 2х2 см - некоторым важно для интеграции в другие устройства.

Сейчас партия едет с производства в РФ, как будут готовы - повешу объявление в толкучке. Ну и документацию тоже нужно написать

Эту тему создаю для обсуждения/обратной связи.

P.S. выражаю огромную благодарность:
1. Алексею Dortonyan за публикацию проекта. Его работа легла в основу и без нее этот проект никогда бы не состоялся
2. Всем бета-тестерам первой версии

[maxssau]

если будет версия с изоляторами, думаю есть смысл распаять генераторы со стороны цапы, прямо на плате транспорта

[eclipsevl]

если будет версия с изоляторами, думаю есть смысл распаять генераторы со стороны цапы, прямо на плате транспорта

А под какие генераторы посадочные места?

[maxssau]

можно попробовать универсальный футпринт под 2520 - 7050, на каких то платах попадался такой

[JazMan]

Согласен. Купил бы себе такой.

+1

[eclipsevl]

Чтож, тогда получается есть запрос на мини-версию без генераторов, на двуслойке. Получится, конечно, дешевле, но не сильно. Чуть позже посчитаю.

И версия с ПЛИС (и видимо гальваноразвязкой).
Для себя еще хотел версию с dc-dc на +/-15в, для питания ЦАП от USB.

[antecom]

Чтож, тогда получается есть запрос на мини-версию без генераторов, на двуслойке. Получится, конечно, дешевле, но не сильно. Чуть позже посчитаю.

В мини-версии меня, например, прельщает не столько цена, сколько минимальная ёмкость с земли USB на корпус ЦАП. Питание лучше сделать от USB с хорошим стабом типа LP5907 и посадочным местом под полимерный электролит (помимо керамики). Внешнее питание не нужно.

[Alex]

Питание лучше сделать от USB с хорошим стабом типа LP5907 и посадочным местом под полимерный электролит

И на всякий случай софтстарт не забыть.
Большинтсво USB-источников конечно пережуют и так, особенно на десктопах, но могут попасться и "слишком умные".

[eclipsevl]

В мини-версии меня, например, прельщает не столько цена, сколько минимальная ёмкость с земли USB на корпус ЦАП. Питание лучше сделать от USB с хорошим стабом типа LP5907 и посадочным местом под полимерный электролит (помимо керамики). Внешнее питание не нужно.

Сейчас tps7a20, рекомендуемая замена lp5907.

И на всякий случай софтстарт не забыть.
Большинтсво USB-источников конечно пережуют и так, особенно на десктопах, но могут попасться и "слишком умные".

Не совсем понял о чем речь. Софтстарт для LDO? А какие проблемы без него могут возникнуть? Там не такие уж дикие токи.

[Alex]

Не совсем понял о чем речь. Софтстарт для LDO?

Не для LDO, а для элеткролита перед ним (на VBus).

А какие проблемы без него могут возникнуть?

Если просьба:

и посадочным местом под полимерный электролит (помимо керамики)

Относится к конденсаторам микрофарад 50 и больше на входе, то по стандарту, емкость на VBus без софтстарта не должна превышать 20мкф.
И оно реально так - у меня на работе были проколы, когда в девайсе стояло 10-20мкф на входе, и естествено софтстарта небыло. А когда потом по разным причинам приходилось туда еще 20-50мкф добавлять,то некоторые ноутбуки, многие планшеты и почти все телефоны очень обижались на такие емкости.

Там не такие уж дикие токи.

Токи (InRush Current) как раз достаточно "дикие", но весь "вопрос" - это резистор, кондансатор и полевичек в сот32, общей стоимостью в полкопейки.

[dortonyan]

И версия с ПЛИС (и видимо гальваноразвязкой).
Для себя еще хотел версию с dc-dc на +/-15в, для питания ЦАП от USB.

А еще... розетку для утюга.

eclipsevl, я бы делал максимально компактно, из расчета установки модуля прямо на плату. Чтобы на материнской плате транспорт "съедал" как можно меньше площади.
Гальваноразвязку юзеры сами выберут на своей плате - какая им больше нравится. А может кому-то она и вовсе не нужна.
Тактовые генераторы на транспорте тоже лишние, ибо их место рядом с ЦАП или АЦП. Иначе будут бесконечные холивары с отслушиванием транспортов.
В крайнем случае, если для юзера хорошие генераторы дефицитны - их можно продавать в комплекте с платой транспорта. Опять же, вспоминается JLSound, которые помимо транспортов продают и генераторы NDK.
dc-dc - это вообще специфичная вещь, которую опять же лучше отдать на откуп юзеру. На выходном разъеме транспорта можно просто предусмотреть пин +5В питания с разъема USB для подключения dc-dc, и пин +2,7...+3,3В для питания гальваноразвязки.
Вот плисина, на мой взгляд - вещь однозначно полезная, если не на много дороже и выполнена компактно. Т.к. при объеме примерно 8к туда можно всунуть и ЦФ с выводом для параллельных ЦАП, и PCM-to-DSD конвертер для однобитных ЦАП. Т.е. дает много простора для творчества.
Все выше описанное - сугубо мое ИМХО.

И оно реально так - у меня на работе были проколы, когда в девайсе стояло 10-20мкф на входе, и естествено софтстарта небыло.

При использовании линейных стабов больше и не нужно. 10мк 0805 по входу LDO вполне хватит.
Хотя я бы вообще использовал для питания транспорта степ-даун с понижением до 3-х вольт. Чтобы максимально снизить ток потребления от USB и, как следствие - минимизировать влияние кач-ва USB кабеля.
Главное выбирать с фиксированным PWM режимом (без экономичного PFM мода).
У меня такой сейчас в транспорте. Сам степ-даун в сот-23, дроссель типоразмера 1210 (можно 3х3мм, что тоже компактно). Получилась красота: минимального габарита, без нагрева и с минимумом помех.
Единственное что на выходе степ-дауна у меня емкость относительно большого номинала: 220мк полимерный тантал + 10мк 0805 керамика.

[Alex]

При использовании линейных стабов больше и не нужно. 10мк 0805 по входу LDO вполне хватит.

В моих USB-транспортах и в ЦАПах оно и стоит, но выше была просьба о полимерном электролите, помимо керамики.

[eclipsevl]

Не для LDO, а для элеткролита перед ним (на VBus).

Тогда понятно. Но я тоже не вижу смысла в больших электролитах, 10мкФ + мелкая керамика 0.1 у пинов мк достаточно. В случае с dc-dc на +/- уже будет другой разговор.

А еще... розетку для утюга.

eclipsevl, я бы делал максимально компактно, из расчета установки модуля прямо на плату. Чтобы на материнской плате транспорт "съедал" как можно меньше площади.
Гальваноразвязку юзеры сами выберут на своей плате - какая им больше нравится. А может кому-то она и вовсе не нужна.

Согласен, всегда нужно знать когда остановиться но пока что я только собираю мнения. А плата с dc/dc чисто моя хотелка, хочу себе сделать цап с питанием от usb.

В целом Ваша точка зрения мне ближе.

Хотя я бы вообще использовал для питания транспорта степ-даун с понижением до 3-х вольт. Чтобы максимально снизить ток потребления от USB и, как следствие - минимизировать влияние кач-ва USB кабеля.
Главное выбирать с фиксированным PWM режимом (без экономичного PFM мода).
У меня такой сейчас в транспорте. Сам степ-даун в сот-23, дроссель типоразмера 1210 (можно 3х3мм, что тоже компактно). Получилась красота: минимального габарита, без нагрева и с минимумом помех.

Я применял такой же в первой версии транспорта, но отказался в пользу LDO из-за стоимости BOM и сборки: применить два одинаковых tps7a20 выходит в несколько раз дешевле.

[dortonyan]

Но я тоже не вижу смысла в больших электролитах, 10мкФ + мелкая керамика 0.1 у пинов мк достаточно.

У пинов МК можно ставить любую емкость. На бросок тока при включении она не влияет, т.к. ток ограничит LDO стабилизатор.

хочу себе сделать цап с питанием от usb.

Это понятно, просто на мой взгляд dc-dc лучше перенести на плату ЦАП. Т.к. транспорт - девайс универсальный, а у разных ЦАП требования по питанию могут быть разные. Иному может быть и +5В с порта без развязки достаточно.
И, кстати, +/-15В как-то многовато. Современные ОУ без проблем работают и при напряжениях +/-5..8В. Делать выше - лишний перевод тока из USB порта в тепло.

[Alex]

В случае с dc-dc на +/- уже будет другой разговор.

О чем?
Ну стоят у меня в 8-й серии ЦАПов дс-дс, даже два - на +/- для аналога и на 5в для цифры.
На входе - та-же керамика, без всяких электролитов и софтстартов.

[JazMan]

eclipsevl, если можно, пожелание к мини-плате.
Хотелось бы иметь USB на краевых контактах, чтобы иметь возможность разместить его на основной плате.
Хочу попробовать его вместо Flamenco, чтобы встало штатно на его место.