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]

Доброго времени суток! Если у кого есть свободное время, посмотрите, пожалуйста, последние две схемы, прикрепленные к первому сообщению, это схема пульта и схема подключения к ПК. Буду признателен за найденные косяки и предложения по улучшению.

[energetik]

подключение к РС через USB, PC будет восприниматься как хранилище контента с возможностью воспроизведения MP3 и FLAC.

можно поподробнее? плеер будет видеть комп как накопитель? или комп будет видеть плеер как usbaudio девайс?

[Turbo_man]

плеер будет видеть комп как накопитель?

Разве такое возможно? Чтобы USB slave видел master-a накопителем?

[energetik]

Turbo_man,

PC будет восприниматься как хранилище контента с возможностью воспроизведения MP3 и FLAC.

я поэтому и спросил.

[P.S.L]

Будет видеть как древовидную структуру папок и треков. Первый уровень будет формироваться как список ссылок на устройства и папки, а дальше он будет раскручиваться по файловой системе. USB FIFO имеет четыре канала- два на чтение, два на запись (я буду использовать один на чтение, один на запись). Со стороны ПК можно постоянно опрашивать состояние канала и если в буфере есть данные считывать их, т.е. получать команду и уже по данной команде начинать записывать данные во второй буфер. Команда - это номер элемента, данные, которого необходимо передать на транспорт. Данные будут передаваться как wave- файлы, в заголовок которых я буду добавлять имя и тип элемента (папка, трек или пустой элемент). На первом этапе опрашиваем по нарастающей все элементы текущего уровня до получения пустого элемента и формируем плэй лист, далее сортируем его и даем возможность пользователю сделать выбор элемента. При воспроизведении транспорт будет передавать на ПК в соответствии с плэй листом номера элементов для воспроизведения. Приблизительно так.

[energetik]

P.S.L, мысль понятна.

[AndreiK]

P.S.L, если на жестком диске довольно объемная структура каталогов с файлами и + к компу подключен внешний диск - на котором тоже много чего, не будет ли процедура формирования списка на транспорте длительной?

[Turbo_man]

Приблизительно так.

И не важно если том на ПК NTFS?

[energetik]

Turbo_man, на сколько я понял, на компе будет стоять драйвер и ПО обрабатывающее запросы транспорта, а также декодирующее флаки, мп3 и пр. в pcm поток, который транспорт будет выводить в i2s на ЦАП.
типа сетевого проигрывателя, только интерфейс связи с ПК будет по УСБ.

[Turbo_man]

Offтопик:
energetik, спасибо за разъяснения. На ПК стоит сервер, а в плеере клиент - так? Лишь бы не глючило тогда.

[energetik]

Offтопик:
Turbo_man, типа того.

[Alex]

И не важно если том на ПК NTFS?

Да хоть пингвынукс.

[P.S.L]

P.S.L, если на жестком диске довольно объемная структура каталогов с файлами и + к компу подключен внешний диск - на котором тоже много чего, не будет ли процедура формирования списка на транспорте длительной?

На пульте будет отображаться только текущий уровень, а не вся структура. Текущий уровень ограничу 200-250 элементами, сортировку сделаю по первым 10 символам названия, так что не думаю, что процедура будет очень длительна. Сечас так сделано с карточкой - не заметил, чтобы меня напрягали переходы по уровням.

[P.S.L]

Сегодня на пульте ДУ подключил и настроил ЛСД и тачскрин, начинается самое интересное смогу ли связать с транспортом по ИК-каналу и на какое расстояние канал будет работать.

[P.S.L]

Примерно так будет выглядеть экран в режиме выбора файла. Логику почти прописал, осталось по ИК связать с транспортам - сейчас функции эмулирующие обмен.

[Оллема]

Интересный проект! Жесткий диск в качестве накопителя не рассматривается?

[K_R_L]

Круто... А Lan прикрутить сможете ?
Дабы девайс с NAS подобными серверами общался.
Актуальная нынче штука.

[P.S.L]

По поводу жесткого диска и Lan, мое мнение такое - карточка очень удобна в качестве, как бы сказать автономного/мобильного хранилища. В карточке отсутствуют внутренние генераторы, два инерфейса SPI и Sd bus довольно просты в реализации да и объемы хранения в последней версии SDXC уже до терабайт. Реализовать в ПЛИСине интерфейсы обмена с жестким диском или Lan, мне кажется, будет сложновато, поэтому остальные системы хранения более просто реализовать через подключение к РС. Разработав интерфес обмена данными с РС на дисплее пульта будет без разницы выбирать треки для прослушивания с карточки, с жесткого диска, с сд, с двд или с сетевого ресурса. В принципе и карточку можно будет воткнуть в PC. Если релизовать обмен с PC, то и карточка на транспорте не нужна, да и пульт с дисплеем тоже не нужен - лучше экран выбора треков реализовать на PC и выводить на плазму, а пульт взять стандартный NEC, филипс и т.д.

[JoyNik]

По-моему мнению главный смысл такого транспорта как раз "отвязка" от ПК. На данный момент мне с большим избытком хватает карточки на 32ГБ для флеш-транспорта под wav.