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]

[P.S.L]

а и ты не давишь, а просто почему-то не хочешь чтобы из у тебя несколько было. Думаешь одного мало чтобы помехами все засрать?

Лучше бы их конечно вообще не было Но без них работать не будет, поэтому один - это минимальное зло Ну а с помехами от одного стараюсь бототься всеми известными мне способами (которые обсуждались на форуме) - у плисины и xmega завалины фронты выходных сигналов, плата 4 слойная с одним сплошным слоем земли, конденцаторы в питание как можно ближе к микросхемам, каждая микросхема питается через свою бусину, антизвонные резисторы, закругленные дорожки без углов, шина IIS с чередованием земленных и сигнальных проводников, синфазный дроссель в питании. Может быть есть еще способы борьбы, но я их не знаю, если подскажешь буду признателен.

[P.S.L]

Прикупил карточку SDXC на 64GB и узнал о существовании файловой системы ExFAT. Впрочем, прикрутить ее к транспорту оказалось не сложно, теперь проверено - можно использовать карточки SDHC и SDXC, файловые системы FAT32 и ExFAT . Из ограничений остались - размер сектора 512 байт и размер файла не более 4GB.

[pyos]

Что ж, приятно видеть, что проект развивается.

Из ограничений остались - размер сектора 512 байт и размер файла не более 4GB.

А разве это имеет значение для аудио-проигрывателя?

[P.S.L]

А разве это имеет значение для аудио-проигрывателя?

При разрешении 24 бита на 192кГц один час воспроизведения это около 4GB, так что если трек будет больше придется его резать. К реализации транспорта имеют непосредственное отношение, так как 512 байт - это размер блока, который может плисина с карточки загрузить в фифо без участия контроллера, а 4GB это максимальное значение unsigned long переменной, в которой я храню размер файла. Можно и эти ограничения снять, но большого смысла я в этом не вижу.

[pyos]

При разрешении 24 бита на 192кГц один час воспроизведения это около 4GB, так что если трек будет больше придется его резать.

Ну и ладно. Если редко какой трек играет хотя бы 40 минут, не то, что час. Или при переходе с файла на файл слышны затыки?

К реализации транспорта имеют непосредственное отношение, так как 512 байт - это размер блока, который может плисина с карточки загрузить в фифо без участия контроллера

Это как-нибудь заметно пользователю?

PSL (извини уж, не знаю имени-отчества), ты применил всю систему с тактированием от опорного генератора цапа, а если бы FIFO был асинхронным - возможно ли тогда было реализовать программный I2S на основе буфера, плиски и внешнего источника данных (скажем, одноплатника на ARM под управлением какой-нибудь простенькой ОС)? Компьютер закачивает данные в буфер, а сигналы признака канала и битклока генерирует уже плиска. Возможно ли такое решение и имеет ли оно смысл?

[P.S.L]

Или при переходе с файла на файл слышны затыки?

Нет. Там упреждающие чтение, следующий файл начинает загоняться в буфер еще при звершении воспроизведения предыдущего, так что за последним кадром на I2S текущего файла идет первый кадр следующего файла.

Это как-нибудь заметно пользователю?

Возможно будут проблемы на терабайтных картах Устройство откажется с ними работать.

ты применил всю систему с тактированием от опорного генератора цапа, а если бы FIFO был асинхронным

Можно было поставить и асинхронный FIFO, но я его тогда не нашел где купить - для данного транспорта разницы нет.

возможно ли тогда было реализовать программный I2S на основе буфера, плиски и внешнего источника данных (скажем, одноплатника на ARM под управлением какой-нибудь простенькой ОС)? Компьютер закачивает данные в буфер, а сигналы признака канала и битклока генерирует уже плиска. Возможно ли такое решение и имеет ли оно смысл?

я об этом то же думал, даже поставил на будущее одну колодку с выводами (с правой стороны платы), есть желание покопаться с FDTI или Cypress USB <-> FIFO контроллерами, подключить ПК как источник данных или подключить транспорт как аудиоустройство. Есть ли в этом смысл - не знаю, для меня лично есть - мне просто интересно этим заниматься.

[pyos]

Возможно будут проблемы на терабайтных картах Устройство откажется с ними работать.

Ну, это можно пережить, тем более, что с твоих слов это можно исправить

Можно было поставить и асинхронный FIFO, но я его тогда не нашел где купить - для данного транспорта разницы нет.

В Фарнелле есть и в Диджикее, но традиционно дорого. Но в данном случае, действительно, клок общий - смысла в асинхронке нет.

я об этом то же думал, даже поставил на будущее одну колодку с выводами (с правой стороны платы), есть желание покопаться с FDTI или Cypress USB <-> FIFO контроллерами, подключить ПК как источник данных или подключить транспорт как аудиоустройство. Есть ли в этом смысл - не знаю, для меня лично есть - мне просто интересно этим заниматься.

Здорово, с заделом на будущее Я тоже хочу нечто похожее сделать, именно транспорт (отдельный, не встроенный в ЦАП) на основе одноплатника под управлением линукса. Опыта в программировании МК нет, а вот на персоналках я кое-что писал, и ПЛИСины "в графике" проектировал, и даже работало
По сути - то же "Танго", но хочется во-первых 24*192К, а во-вторых - самому, так интересней. Ну и по-мелочи - RS-485 с гальваноразвязкой для межблока, экран оледовский или флуоресцентный как хочется мне и т.д. И управление от айпада.

[P.S.L]

Добавил информацию в первое сообщение.

Так как прав у меня на проведение опроса не хватает, то для изучения спроса создал тему в толкучке https://forum.vegalab.ru/showthread....91#post1522691

[JazMan]

В толкучке ни у кого нет прав комментировать.

[P.S.L]

Комментировать можно и в этой теме. Интересно узнать хочет кто либо покупать или нет и сколько таких заинтересованных - стоит ли заморачиваться с коммерческим вариантом или нет.
Для коммерческого варианта я бы сделал загрузчик в транспорт, чтобы можно было бы обновлять прошивку Xmega и доработал бы пульт - есть мысли прикрутить зарядник для аккумулятора и интересно было бы к нему прикрутить два-три протокола (Nec, RC5, RC6), чтобы можно было с помощью него управлять и другими устройствами в системе. Лично для меня эти доработки не нужны.

[P.S.L]

Отказаться можно в любой момент, пообещать это не значит жениться

[P.S.L]

Михаил, честное слово, еще не определился. Все зависит от количества желающих. Если будет пара человек в районе Москвы и дорабатывать особо будет не надо, то платы я закажу, соберете сами, а я потом прошью бесплатно - т.е. создавать коммерческий вариант я не буду. Если наберется народу побольше и доработок потребуется побольше, то буду искать помошника, который будет собирать, продавать, тогда уже добавлю в цену и оплату своего времени. Но так или иначе, до объявление цены все пришедшие ко мне заявки это только намерение, а не обязательство, что либо купить. Можете в заявке написать цену, по которой Вы готовы купить - это было бы вообще хорошо, я бы еще оценил ценовое ожидание и мне проще было бы определиться.

[Alex-master]

Кочергин Михаил - а посчитать самому слабо?

Цена комплектухи, цена изготовления плат в заводских условиях, монтажные и наладочные работы, ну и плюс вознаграждение автору!

Offтопик:
ИМХО где-то в районе, или более $300 может получиться...

[Alex-master]

А мне это не нужно. Есть товар - есть цена. Нет цены - нет интереса.
Это не единственное предложение "плеера" на этой планете.

Offтопик:
просто у ищущих друг друга людей будет шанс встретиться, если только они пойдут на встречу...

[forever_student]

Кочергин Михаил - а посчитать самому слабо?

Цена комплектухи, цена изготовления плат в заводских условиях, монтажные и наладочные работы, ну и плюс вознаграждение автору!

Offтопик:
ИМХО где-то в районе, или более $300 может получиться...

Offтопик:
Считать за автора . Комплектуху все по одной цене в одном мести покупают... Платы тоже...(Независимо от класса, объема, сроков и качества). Ну и т.д.

[P.S.L]

Всем добрый вечер. Хочу еще немного пояснить по поводу цены и почему я ее не называю. Дело в том, что у меня плохое зрение и впаивать плисину на 144 ноги с шагом 0,5 мм для меня каждый раз как подвиг (уже целых две запаял ). Поэтому собирать устройство сам я не буду и для расчета цены мне надо знать стоимость сборки платы, лучше всего если бы производством и сбытом занялся, кто ни будь с форума. Но сколько он возьмет за работу я не знаю, а приставать к людям заранее, не зная даже есть желающие или нет я считаю не совсем корректно. Приблизительный расчет следующий
1. транспорт
600 руб плата
2400 руб. детали
2000 руб. авторские
+сборка и сбыт ????

2.пульт
450 руб. плата
2000 руб. детали
1500 руб. авторские
+сборка и сбыт ???

[Sanny]

Всем добрый вечер. Хочу еще немного пояснить по поводу цены и почему я ее не называю. Дело в том, что у меня плохое зрение и впаивать плисину на 144 ноги с шагом 0,5 мм для меня каждый раз как подвиг (уже целых две запаял ). Поэтому собирать устройство сам я не буду и для расчета цены мне надо знать стоимость сборки платы, лучше всего если бы производством и сбытом занялся, кто ни будь с форума. Но сколько он возьмет за работу я не знаю, а приставать к людям заранее, не зная даже есть желающие или нет я считаю не совсем корректно. Приблизительный расчет следующий
1. транспорт
600 руб плата
2400 руб. детали
2000 руб. авторские
+сборка и сбыт ????

В случае наличия платы и деталей запаять можно и самому

2.пульт
450 руб. плата
2000 руб. детали
1500 руб. авторские
+сборка и сбыт ???

Нужен ли такой навороченный пульт для транспорта, работающего с SD-карты- это же не веник на 500 гиг
А какая может быть максимальная частота дискретизации для стерео?

[P.S.L]

Нужен ли такой навороченный пульт для транспорта, работающего с SD-карты- это же не веник на 500 гиг
А какая может быть максимальная частота дискретизации для стерео?

Работать может и без пульта - управление 4 кнопки и ЖКИ 2х24, будет дешевле. Но резать окна в передней панели под индикатор и прикручивать кнопки - это без доступа к станкам определенная проблема, да и ЖКИ 2х24 я уже с 2-х метров практически не вижу.
С максимальной частотой дискретизации - очень интересный вопрос. По скорости передачи данных можно обеспечить и 24 бита на 384 кГц, но начинаются другие проблемы
- 18 МГц мастер клока уже не достаточно, чтобы получить битклок при размере кадра 64 бита надо мастер клок делить на 0,75 - как это сделать я не знаю
- при мастер клоке 24 МГц, делитель для битклока равен 1. Транспорт можно попробовать настроить, но будет ли дальше ЦАП корректно работать при таком делителе не знаю
- при мастер клоке 36 МГц, надо обеспечить инициализацию карточки на частоте 18МГц, а потом переключаться на 36Мгц - надо дорабатывать транспорт или ЦАП должен уметь переключать делители частоты. Да и 36МГц будет "светить" раза в 4 (ИМХО) сильнее - лучше транспорт разместить на одной плате с ЦАП.
Я в прошлом году проводил опыты по третьему варианту, но AD1853 на частоте 384кГц не захотел работать.

[ditter]

с пультом у вас как то замороченно получилось.
и не видно описания работы с плейлистами , они вообще поддерживаются ?
может вместо супер пульта прикрутить к Хмеге китайский наборчик на ENC28J60
и рулить платой через веб морду ???

[Sanny]

Работать может и без пульта - управление 4 кнопки и ЖКИ 2х24, будет дешевле. Но резать окна в передней панели под индикатор и прикручивать кнопки - это без доступа к станкам определенная проблема, да и ЖКИ 2х24 я уже с 2-х метров практически не вижу.
С максимальной частотой дискретизации - очень интересный вопрос. По скорости передачи данных можно обеспечить и 24 бита на 384 кГц, но начинаются другие проблемы
- 18 МГц мастер клока уже не достаточно, чтобы получить битклок при размере кадра 64 бита надо мастер клок делить на 0,75 - как это сделать я не знаю
- при мастер клоке 24 МГц, делитель для битклока равен 1. Транспорт можно попробовать настроить, но будет ли дальше ЦАП корректно работать при таком делителе не знаю
- при мастер клоке 36 МГц, надо обеспечить инициализацию карточки на частоте 18МГц, а потом переключаться на 36Мгц - надо дорабатывать транспорт или ЦАП должен уметь переключать делители частоты. Да и 36МГц будет "светить" раза в 4 (ИМХО) сильнее - лучше транспорт разместить на одной плате с ЦАП.
Я в прошлом году проводил опыты по третьему варианту, но AD1853 на частоте 384кГц не захотел работать.

А у Вас сейчас платы в наличии имеются?