SDXReader - высокоскоростной транспорт (24 бит 192кГц)

[P.S.L]

Было интересно получить скорость передачи аудиоданных, достаточную для воспроизведения PCM потока 24 бита с частотой дискретизации 192 кГц, при одном ограничении - все элементы транспорта должны синхронизироваться генератором ЦАП. По предыдущим эксперементам у меня сложилось мнение, что частоты генератора ЦАП 18МГц будет недостаточно, чтобы получить данную скорость на контролере AtXmega, поэтому передачу аудиоданных решил организовать аппаратно с помощью ПЛИС и микросхемы FIFO. Источником данных выбрал карточку SDHC для реализации интерфейса с ней не нужно дополнительных генераторов и резонаторов.

Скрытый текст

В результате получился транспорт который позволяет:

• Передавать блок 512 байт от SDHC в FIFO без участия Xmega
• Получать и формировать поток I2S, RJ или LJ без участия Xmega
• Подключить SDHC по 4 битному SD bus

Скорость чтения файла (с учетом обработки FAT32) при тактовке транспорта 18,4МГц составила 5,5 Мбайт/с, что вполне хватает для воспроизведения 24 бит 192кГц без разрыва аудиопотока при переходе на следующий файл. В принципе данной скорости хватит и для воспроизведения 24 бит 384кГц и шести каналов 24 бит 192кГц

[свернуть]

Основные характеристики:
1. Воспроизводит не сжатые wave файлы c SDHC или SDXC карточек
2. Размер аудиоданных 16 или 24 бита
3. Частоты дискретизации 44.1, 88.2, 176.4 кГц и 48, 96, 192 кГц
4. Поддерживает файловые системы FAT32 и ExFAT
5. Поддерживает кирилицу в именах файлов и длинные имена в FAT32
6. Размер плэйлиста 250 элементов, 10 уровней вложенности папок
7. Сортировка элементов в плэйлисте по первым 10 символам, отдельно для папок и треков, папки всегда в начале
8. Выход - квадратная шина (lrclk, bclk, sdt) с размером кадра 48 или 64 бита форматом I2S, RJ, LJ (для работы устройства необходима подача mclk)
9. Дополнительная колодка на 5 выводов для конфигурирования ЦАПа (1й - выбор генератора, остальные 4 настраиваются для разных форматов wave)
10. Управление на выбор
- Пульт на ИК-канале с тачскрином (схема, плата, исходный текст программы доступны для повторения)
- знакосинтезирующей ЖКИ 4 строки на 20 символов, четырех кнопок (Play, Stop, Prev, Next) и ДУ NEC
- UART 115200 с протоколом обмена как у ИК-пульта

Пульт управления на ИК-канале

Скрытый текст

имеет встроенный TFT-экран 2.4" и тачскрин. Два основных режима работы:

• выбор папки и трека для воспроизведения
• режим воспроизведения

При нажатие в центре экрана пульт переходит в спящий режим. Максимальная длина названия элемента плэйлиста 40 символов, время начального заполнения плэйлиста при открытии папки в режиме выбора - около 2 секунд. Эти ограничения связаны с тем, что для обеспечения комфортной дистанции работы пульта пришлось применить ик-приемник с несущей частотой сигнала 38кГц, что ограничило скорость передачи данных (3600 бит в секунду). Дальность работы (которую удалось измерить) 12 метров, в пределах комнаты работает и от отраженного сигнала. Несущая частота ИК-канала 38 кГц, формируется на транспорте путем деления тактовой частоты ЦАП в момент передачи данных. Передача данных транспортом пульту осуществляется только после получения запроса от пульта. Питание пульта от двух пальчиковых батареек АА.

[свернуть]

[Слава К]

PCM потока 24 бита с частотой дискредитации

Offтопик:


поправте, плиз

[P.S.L]

Слава К,

Спасибо. Поправил

---------- Добавлено в 09:15 ---------- Предыдущее сообщение в 08:38 ----------

А должно было хватать? И почему именно на 4 ?

6*192000*60*60= 4 147 200 000 байт 1 час воспроизведения wave 24 бита 192 кГц, около 3,8 Гбайт. Честно говоря, не помню емкость на карточке указывают по степени 2 или нет - в общем должно хватит но займет ее полностью.

Это не страшно, у меня даже чуть больше (хотя и буду увеличивать скорость). Правда еще и каринка обложки грузится.

У меня скорость передачи 3600 бит/с, о картинке я даже и не думаю Можно попробовать поднять скорость, но тогда ИК-приемник будет нужен другой, да и смысл - даже если я раза в 4 подниму, все равно для картинки не хватит, а для навигации по файловой системе и текущей скорости для меня хватает.

Не на всякой фонограмме (оцифровке) это можно услышать.

Спасибо, радует, что сама возможность услышать разницу не отвергается. Теперь бы услышать ее на своем транспорте - это был бы уже нормальный результат. Для теста я скачал один диск и демо с http://www.2l.no/

[Alex]

У меня скорость передачи 3600 бит/с, о картинке я даже и не думаю

Всего-то? У меня 115200 сейчас, а вообще собираюсь на мегабит перейти.

Можно попробовать поднять скорость, но тогда ИК-приемник будет нужен другой, да и смысл - даже если я раза в 4 подниму, все равно для картинки не хватит, а для навигации по файловой системе и текущей скорости для меня хватает.

А, я забыл что у тебя ИК, у меня блютус.

[P.S.L]

А, я забыл что у тебя ИК, у меня блютус.

Для данного проекта блютус не подходит - у него есть собственный генератор, по моему, на 12МГц - в общем не вписывается в первоначальные требования. Да и ИК по всем параметрам меня устраивает на 95% и реализуется очень просто - достаточно иметь USART и выход с таймера.

[pyos]

Во сколько ориентировочно обошлись комплектующие и изготовление ПП и пульта? Очень хотел бы себе такой же транспорт в ЦАП. Готов даже купить у Вас печатку, прошивку и пульт, а микросхемы и мелочевку мог бы купить и запаять сам, пайка таких корпусов микроволной - не проблема (правда, тут появляется проблема с нераспространением прошивки, а как с другой стороны пересылать уже прошитый контроллер/плиску в таких корпусах - я не знаю).
Сабж очень нравится и своей идеей, и реализацией, а пульт - вообще конфетка, хотя такой битрейт для моего цапа (D35) и избыточен.

[Alex]

Для данного проекта блютус не подходит - у него есть собственный генератор, по моему, на 12МГц

В моих не 12 а 16мгц, но какая нафиг разница, какой у него собственный генератор? Я пока ты не сказал так и не знал какой там генератор....

[pyos]

но какая нафиг разница, какой у него собственный генератор

Так в этом же изюминка всего устройства -

Было интересно получить скорость передачи аудиоданных, достаточную для воспроизведения PCM потока 24 бита с частотой дискретизации 192 кГц, при одном ограничении - все элементы транспорта должны синхронизироваться генератором ЦАП.

[Alex]

Так в этом же изюминка всего устройства -

Не понимаю я этой "изюминки"- ну какая разница чем там тактируется модуль последовательного интерфейса? Да и сам процессор тоже, у меня он стоял в 8мгц кварцем, потом поставил 25мгц, ядро все рано на 160мгц работает.
Главное чтобы I2S тактировался от ЦАПа.

Там кстати еще и дисплей тактируется собственным генератором.

[pyos]

Не понимаю я этой "изюминки"- ну какая разница чем там тактируется модуль последовательного интерфейса?

По-моему, это связано с помехами. Хотя автору виднее.
Мне всё равно не услышать разницы на нынешнем ЦАП*е, просто хочется иметь в довесок к нему простой встроенный кард-плеер с пультом ДУ, а то, что он тактируется от единственного на всё устройство генератора и не плодит помех, не коррелированных с мастерклоком - приятное дополнение. Что-то посложнее - в отдельном корпусе, со своей индикацией, управлением от айпада и встроенным винчестером, вот там будь хоть десять процессоров каждый со своей частотой.

Главное чтобы I2S тактировался от ЦАПа.

Там кстати еще и дисплей тактируется собственным генератором.

"Там" - это где?

[P.S.L]

Не понимаю я этой "изюминки"-

По-моему, это связано с помехами... он тактируется от единственного на всё устройство генератора и не плодит помех, не коррелированных с мастерклоком

Во первых, я хотел уменьшить помехи. Xmega так же тактируется генераторам ЦАП и ее внутреннй генератор на 2МГц запускается в двух случаях - при включении питания устройства и при переключении генераторов ЦАП, в обоих случаях генератор ЦАП может еще и не работать в устойчивом режиме. Хотя я не специалист в данной области и возможно помехи от собственных генераторов не влияют на качество звука или снизить их до такого уровня не проблема. Но в этом случае для меня не совсем понятно зачем, например, Дмитрий Андронников принимает столько мер, чтобы подавить генеарцию не используемых генераторов, в Lynx D60 он вообще отрубает им питание.

Во вторых, требование на отсутствие собственных генераторов делало рамки проекта более жесткими и сам проект для меня более интересным. На 18МГц много не реализуешь, главное поток аудиоданных организовать, а при снятие данного ограничения сразу начинается гонка сервисных функций (разные источники, разные форматы, фильтры для многополоски, разное управление и т.д.) что реализовать любителю довольно сложно из-за отсутствия ресурсов и времени.

[pyos]

Но в этом случае для меня не совсем понятно зачем, например, Дмитрий Андронников принимает столько мер, чтобы подавить генеарцию не используемых генераторов, в Lynx D60 он вообще отрубает им питание.

Это дань универсальности, вместо того, чтобы искать генераторы с полным выключением (типа Golledge и подобных) проще взять любой на подходящую частоту и коммутировать ему питание.

Во вторых, требование на отсутствие собственных генераторов делало рамки проекта более жесткими и сам проект для меня более интересным.

Кстати, это очень важный пункт - когда устройство душу греет, оно автоматом звучит лучше

[Alex]

Во первых, я хотел уменьшить помехи.

"Этим" - не уменьшишь, да и не к чему.

. Хотя я не специалист в данной области и возможно помехи от собственных генераторов не влияют на качество звука или снизить их до такого уровня не проблема.

Во 1-х не проблема, во вторых помехи на что? Речь же не об аналоговых (ЦАП, фильтр) цепях идет, а о чисто цифровом домейне. ТАм помехи могут помешать только если по величине превышают порог, и сказываются на переключении гейтов/триггеров.
Т.е. в любом случае если данные дошли до передачи в ЦАП правильно (как по X так и по Y), то все "помехи" в предыдущей части схемы никого не волнуют.
Ну разве что , кроме полировшиков цифровых проводков и любителей пообсуждать звучание USB или SATA кабеля...

Дмитрий Андронников принимает столько мер, чтобы подавить генеарцию не используемых генераторов, в Lynx D60 он вообще отрубает им питание

Так это-же ЦАП а не транспорт. НЕужели непонятна разница между цифровой и аналоновой схемой?

[P.S.L]

Т.е. в любом случае если данные дошли до передачи в ЦАП правильно (как по X так и по Y), то все "помехи" в предыдущей части схемы никого не волнуют.

Тебе виднее. Значит меня просто ввели в заблуждение обсуждения на форуме тем по гальваноразвязке компов, транспортов и т.д. от ЦАП, что звуку при этом "хорошеет".
Хочу спросить, что такое X и Y? И ЦАП это все аналоговая схема или там цифровая часть то же присутствует?

[Alex]

Значит меня просто ввели в заблуждение обсуждения на форуме тем по гальваноразвязке компов, транспортов и т.д. от ЦАП, что звуку при этом "хорошеет".

Хорошеет, но только причем тут гальваноразвязка к нескольким генераторам?! Можно и от одного ТАКОЕ получить, что слушать не захочется.

Хочу спросить, что такое X и Y? И ЦАП это все аналоговая схема или там цифровая часть то же присутствует?

Цифровая конечно, про аналоговую мы вроде не говорили.
Y - это плоскость данных, Х - временная плоскость, т.е данные должны поступать правильные (Y) и в нужное время (Х).

[P.S.L]

Хорошеет, но только причем тут гальваноразвязка к нескольким генераторам?! Можно и от одного ТАКОЕ получить, что слушать не захочется.

Поясни, пожалуйста. Сначала ты пишешь, что не важна какая помеха в цифровой части лишь бы она не превышала порог, и не сказывалась на переключении гейтов/триггеров. Но в то же время ты соглашаешься, что звук хорошеет при гальваноразвязке ЦАПа от компа, транспорта. Т.е. комп, транспорт дает такой уровень помех, который сказывается на переключении гейтов/триггеров?

Так это-же ЦАП а не транспорт. НЕужели непонятна разница между цифровой и аналоновой схемой?

Цифровая конечно, про аналоговую мы вроде не говорили.

Не понял. Генераторы Lynx D60 в какой части находятся в цифровой или аналоговой?

[Alex]

Поясни, пожалуйста. Сначала ты пишешь, что не важна какая помеха в цифровой части лишь бы она не превышала порог, и не сказывалась на переключении гейтов/триггеров.

Да.

Но в то же время ты соглашаешься, что звук хорошеет при гальваноразвязке ЦАПа от компа, транспорта.

Транспорта - не всегда. У меня к примеру, они неразвязанные.

Кстати, далеко не всегда и с любым развязками "звук хорошеет" - некоторые развязки сами дают ТАКИЕ наводки и помехи, что с ними еще хуже чем без них.
Многие развязки тебе вообще не подойдет, т.к. содержат внутри свои собственные генераторы

Т.е. комп, транспорт дает такой уровень помех, который сказывается на переключении гейтов/триггеров?

Нет конечно.
Проход из цифровой части в аналоговую - это совсем не тоже самое, что помехи генераторов на работу цифровой части.

Не понял. Генераторы Lynx D60 в какой части находятся в цифровой или аналоговой?

Я не очень помню что такое Д60, я Димыны конструкции по номерам не запоминаю.
Но скорее всего они ближе к аналоговой, они ведь ЦАП тактируют.

Пойми простую штуку - на ЦАП идет I2S. Чистота этого I2S, включая помеху по земле, влият на качество звука (если в ЦАПе нет передискретизаторов и развязки).
Наличие в цифровой части транспорта хоть десятка различных генераторов - звуку пофиг, если оно не влияет на чистоту выдаваемого I2S.
А наводки хоть по земле хоть по воздуху (conducted & radiated) - это совсем другое дело, и бороться с ними надо соответствующими методами.
КАк пример - БП для микрофонноо усилителя. Можно до посинения увеличивать конденсатор после выпримителя, добиваясь уменьшения фона можно поставить резистор, и обойтись конденсатором гораздо меньшим, а тем более если поставить стаб/ЭД/ЭК и т.п.

[P.S.L]

Я не очень помню что такое Д60, я Димыны конструкции по номерам не запоминаю.
Но скорее всего они ближе к аналоговой, они ведь ЦАП тактируют.

Возможно. После того как он убрал гальваноразвязку, разобраться где они разделяются стало сложнее, сейчас наверное в точке соединения полигонов земли цифровой и аналоговой части. По моему, сейчас у него генераторы ближе к цифровой части.

А наводки хоть по земле хоть по воздуху (conducted & radiated) - это совсем другое дело, и бороться с ними надо соответствующими методами.

Вот и ты меня пойми, если Андронников начинает давить генераторы, то я, как человек в этом плохо разбирающийся, лучше вообще от них откажусь, чтобы не получить проблемы, с которыми я не смогу справиться. Хотя допускаю, что это излишне. Как я понимаю, если обработка внутри контроллера идет на своей частоте, а на ружу сигнал выводится на частоте ЦАПа, то и основная помеха и все эти дифчастоты бубуд локализовываться внутри контроллера и будут слабо влиять на остальные блоки.
В любом случае было бы очень интересно каким либо образом замерить наводки по земле и сравнить их с тактированием контролера от ЦАП и от своего внутреннего генератора, да и послушать на хорошем тракте оба варианта, тогда можно было бы более аргументировано делать выводы о том есть хоть какой то смысл отказываться от собственных генераторов или нет.

[pyos]

Кстати, далеко не всегда и с любым развязками "звук хорошеет" - некоторые развязки сами дают ТАКИЕ наводки и помехи, что с ними еще хуже чем без них.

А обычные ADM1485 или LT1685 сильно наводят?

Я не очень помню что такое Д60, я Димыны конструкции по номерам не запоминаю.
Но скорее всего они ближе к аналоговой, они ведь ЦАП тактируют.

Так они всё тактируют, и сам ЦАП, и управляющую ПЛИСину, и подключенный по I2S транспорт.

[Djemshut]

Вот и ты меня пойми, если Андронников начинает давить генераторы, то я, как человек в этом плохо разбирающийся, лучше вообще от них откажусь, чтобы не получить проблемы, с которыми я не смогу справиться.

Так надо разобраться, зачем это делается. Управлять генератром можно разными способами- есть генераторы с управляющей ногой, что там управляется- то ли з- состояние выхода то ли выключение генерации совсем, то ли вообще этой функции нет- у каждого производителя по своему. Так вот проблема, решается просто- в схеме цапа коммутируется питание генераторов. Ставь любой- хоть управляемый хоть нет- неработающий гадить гарантированно не будет.
к чему это я? к тому , что прежде чем принимать какое то решение неплохо разобраться с причинно- следственными связями.

Offтопик:
Та же ситуация и с гальваноразвязками: Наблюдаю схему цапа: спдиф вход, через штатный трансформатор. Потом буфер на логических элементах (зачем?) потом микросхема гальваноразвязки (ЗАЧЕМ??? ) потом микросхема собственно приемника спдиф...

[Alex]

Вот и ты меня пойми, если Андронников начинает давить генераторы, то я, как человек в этом плохо разбирающийся, лучше вообще от них откажусь, чтобы не получить проблемы, с которыми я не смогу справиться.

Он же в ЦАПах их давит, а не в транспорте! Да и вообще Дима большой перестраховщих в плане помех, он и ПЛИСки предпочитает вместо микроконтроллеров, из-за якобы помех.
Да и ты не давишь, а просто почему-то не хочешь чтобы из у тебя несколько было. Думаешь одного мало чтобы помехами все засрать?

Не, ну мне в общем-то все равно какой там паранойей народ страдает но не ставить блютус из-за того что "у него там свой генератор есть" - в высшей мере странно. Я бы скорее понял боязни его основного, штатного излучения на 2.4ГГц, но "это"?!