Модульный DSP для дома и авто

[Electrovoicer]

Решил завести тему, буду сюда выкладывать информацию о ходе работ. Комментарии и предложения принимаются. Проект вряд ли коммерческий, очень дорогостоящий и трудоемкий. Делаю для себя, потому что очень хочется отслушать массу вариантов схемотехники ЦАП, "выхлопов" и прочего, а для этого нужно иметь модульную конструкцию, чтобы уменьшить потом накладные расходы на разработку новых модулей. Темой неторопливо занимаюсь уже полгода.

Блок-схема базовой платы

Постановка задачи: создание модульного устройства для приема звуковых данных с разных источников, возможность асинхронного преобразования сэмплрэйта (ASRC), цифровой обработки (эквализация, разделение на частотные полосы, пр.), вывод данных в аналог и цифру.
Конструктивно будет представлять собой базовую плату, содержащую собственно DSP (два кристалла ADAU1442), 8 слотов под модули ввода-вывода (ацп, цап, s\pdif прием-передача, usb/firewire/ethernet прием и т.д.) и 4 вспомогательных слота, например, для регуляторов уровней.
Одной из интересных особенностей является возможность синхронизации всей системы от входного источника звуковых данных на основе прецизионного VCXO с двумя базовыми частотами (11.2896 и 12.288), перестройкой до +-350ррм и джиттером тактовых сигналов в системе на уровне 1-5 ps RMS. клок раздается в системе дифференциально.
При необходимости синхронизацию можно отключить и использовать ASRC.
Все модули помимо интерфейса I2S имеют также последовательный конфигурационный интерфейс, что позволяет быстро менять настройки.
Примерный список модулей, которые я готовлю в ближайшее время:
1. Модуль АЦП на PCM4222
2. Модуль приема с USB на PCM2706
3. Модуль ЦАП на PCM1794 c полностью дифференциальным "выхлопом"
4. Модуль регулятора громкости на PGA2320

Планируемые на будущее модули:
1. Модуль приема с USB на базе одного из USB-контроллеров с драйверами ASIO и возможностью вывода до 24/192. С программной частью мне обещает помочь коллега
2. Модуль регулятора громкости на герконовых СВЧ-реле
3. Модуль ЦАП на PCM1704. с "выхлопом" пока не определился, так же как и с ЦФ
4. Беспроводной модуль управления с OLED-дисплеем

На данный момент в достаточной степени проработана базовая плата. Приступил к проработке модуля 3, на очереди 2 и 1
Типичный модуль

Понимаю, что затея выглядит грандиозно и неподготовленного читателя может вывести из равновесия. Но, полагаю, доведу ее до ума, как и все свои рабочие проекты, которые бывали и посложнее. Как всегда, все упирается во время и деньги, коих для реализации подобной задачи нужно много.

[Chibzikz]

Offтопик:
ррррррррррыыыыыыыыыыы

Где?

http://search.digikey.com/scripts/Dk...47&FV=fffc0150
http://eu.mouser.com/Silicon-Laborat...6zu9iZ1z0zp1d/

[Electrovoicer]

Достать реально, закажите на www.mouser.com. Доставят через 2 недели. Я также разговаривал с представителями SiLabs, слегка накатил на них, потребовал детальных графиков по фазовому шуму. Они прислали мыло, что упорно работают над моим заданием. Ждем-с ...

о! будет полезно взглянуть. хотя общее представление из даташита получить можно.

по поводу 571 и т.д. там схема и паттерны сделаны так, чтобы поставить несколько вариантов, в т.ч. 530, 552 и 571. поэтому при прочтении схемы может быть путаница.

сейчас у меня есть 530 на 24.576, 552 на 11.0596 и 12.288 и 571 с центром на 12.288. так что попробовать можно будет несколько вариантов

в качестве pll + clock distributor остановился на связке LMK02000 + LMK01010, уже плату спроектировал под них. жрут они меньше. года четыре назад использовал AD9512 в проекте одном. все хорошо - только горячий очень

[Chibzikz]

о! будет полезно взглянуть. хотя общее представление из даташита получить можно.

по поводу 571 и т.д. там схема и паттерны сделаны так, чтобы поставить несколько вариантов, в т.ч. 530, 552 и 571. поэтому при прочтении схемы может быть путаница.

сейчас у меня есть 530 на 24.576, 552 на 11.0596 и 12.288 и 571 с центром на 12.288. так что попробовать можно будет несколько вариантов

в качестве pll + clock distributor остановился на связке LMK02000 + LMK01010, уже плату спроектировал под них. жрут они меньше. года четыре назад использовал AD9512 в проекте одном. все хорошо - только горячий очень

DF будешь мутить?

[aal]

2 Chibzikz я про именно 57х, а не все подряд....

[Electrovoicer]

DF будешь мутить?

в каком смысле?

[Chibzikz]

в каком смысле?

Ну модуль с FPGA на которой DF реализован

[Electrovoicer]

Ну модуль с FPGA на которой DF реализован

да, когда-нибудь доберусь.

[Chibzikz]

не найду где земля DSP соединяется с общей

Добавлено через 2 минуты
Вопрос по TES 5-1222, может лучше в питание аналога какой нибудь паралельник замутить? Вообще TES 5-1222 что из себя представляет?

[SergVKS]

час у меня есть 530 на 24.576, 552 на 11.0596 и 12.288 и 571 с центром на 12.288. так что попробовать можно будет несколько вариантов

Когда делал универсальный ЦФ для R2R цапа на adsp21364 для частот кратных 44.1 и 48 использовал один опорник на 24МГц.

[Chibzikz]

Может стоит использовать Blackfin, у него и периферия мощная да и сам он не плох, на нем же реализовать фильтра, задержки и т.д. Я вот то же сейчас подумываю над таким комбайном и пришел к выводу что достаточно одного ADSP-BF537 на все нужды. Не надо городить огород с CPLD и хост контроллером
http://www.analog.com/en/embedded-pr...s/product.html
Плюс уже есть много готовых алгоритмов
http://www.analog.com/en/embedded-pr...dules/fca.html

Audio Mixer
Bit Stream Detector (for S/PDIF)
Adaptive Jitter Buffer
Asynchronous Sample Rate Converter (ASRC)
и т.д.

[Electrovoicer]

BlackFin замечательный процессор, много раз его применял в различных разработках. Но я плохой программист, и не готов велосипед создавать. написание необходимого объема кода под BF займет у меня не один год. да и будут у такого решения минусы по сравнению со специализированными решениями.

[Chibzikz]

BlackFin я неудачно привел у него аппаратно поддерживаются операции только с фиксированной точкой, лучше OMAP-L137 он имеет два ядра, ARM9 и DSP, DSP поддерживает операции с плавающей запятой.

[Electrovoicer]

BlackFin я неудачно привел у него аппаратно поддерживаются операции только с фиксированной точкой, лучше OMAP-L137 он имеет два ядра, ARM9 и DSP, DSP поддерживает операции с плавающей запятой.

дело вовсе не в том, что BF с фикс точкой. его и так бы хватило - вовсе не обязательно применять плавающую точку, она бывает нужна исключительно редко в БИХ-фильтрах, обычно 64-битной целочисленной обработки более чем достаточно при 24-разрядных данных , 24-разрядных коэффициентах и разумных размерах фильтров.
дело в том, что буквально каждую мелочь, каждый алгоритм придется писать и отлаживать самому. это занимает массу времени. захотели что-то поменять - опять отладка. пофиг какой процессор - их сейчас много, и в том числе со специализированной периферией под звук, например TMS320C6742

[Chibzikz]

дело вовсе не в том, что BF с фикс точкой. его и так бы хватило - вовсе не обязательно применять плавающую точку, она бывает нужна исключительно редко в БИХ-фильтрах, обычно 64-битной целочисленной обработки более чем достаточно при 24-разрядных данных , 24-разрядных коэффициентах и разумных размерах фильтров.
дело в том, что буквально каждую мелочь, каждый алгоритм придется писать и отлаживать самому. это занимает массу времени. захотели что-то поменять - опять отладка. пофиг какой процессор - их сейчас много, и в том числе со специализированной периферией под звук, например TMS320C6742

Дык многие алгоритмы уже давно реализованы и хорошо описаны. ASRC, различные КИХ фильтры и многое другое, все различные кодеки и т.д. достаточно знания C ну и регистры конкретно проца. Ну да отладка если что то хотим менять, а в вашем варианте в принципе менять ничего не получиться так как жестко фиксировано на аппаратном уровне, вы же все равно ARM7 собираетесь вешать, ну так повесели бы OMAP-L137, плюс можно FPGA с потдержкой DSP, типа спартана третьего и вы получите очень гибкую платформу на которой можно практически все что угодно.
На счет фиксированной точки, понятно что его бы хватило, но так как платформа для экспериментов то лучше плавающею, да и программировать легче.

[SergVKS]

В большинстве случаев достаточно ADSP-21261 за 10$ в tqfp144. Вообще программирование шарков приносит огромное удовольствие после армов, омаров и тд - понадёргал функций из библиотеки - вот и всё программирование. Главное нет привязки перефирии к конкретных портам - так что плата разводится на раз.

[Chibzikz]

В большинстве случаев достаточно ADSP-21261 за 10$ в tqfp144. Вообще программирование шарков приносит огромное удовольствие после армов, омаров и тд - понадёргал функций из библиотеки - вот и всё программирование. Главное нет привязки перефирии к конкретных портам - так что плата разводится на раз.

ADSP-21261 без перспективный вариант

[Chibzikz]

to Electrovoicer, а по каким причинам был выбран импульсный стабилизатор на 1.8V, почему не линейный LDO какой нибудь? И TES 5-1222 в аналог не шумно будет?