board_xc7a100_v10

[demon_rt]

Решил создать отдельную ветку.

При эксплуатации первой версии ЦАП board https://forum.vegalab.ru/showthread.php?t=83083 на базе Virtex 4 били выявлены некоторые недостатки:

- Очень сильный нагрев ПЛИС и как следствие всего устройства, в силу примененного старого семейства с большим потреблением.

- Применение программируемого генератора Si570 сильно усложняло проект ПЛИС в из-за реализации конечного автомата программирования, тем самым снижалась общая надежность устройства при переходах между разными Fs. Также параметры фазового шума и точности настройки данного синтезатора уступают константным генераторам с фиксированной частотой.

- Не хватало полной гальванической развязки между цифрой и аналогом.

Ну и еще пару мелких недочетов подвигли на разработку нового устройства.



ТЗ:

- Питание от внешнего импульсного преобразователя постоянного тока, напряжением +12 В.

- Общее потребление устройства с установленными модулями ЦАП в районе 10 Вт.

- Все элементы должны находиться на одной двухслойной плате, за исключением двух модулей ЦАП.

- Цифровые входы: SPDIF OPt, SPDIF COAX, USB

- Аналоговый выходы: RCA, Phone

- Применение современной ПЛИС с малым потреблением и достаточным количеством блоков DSP для обработки.

- Полная гальваническая развязка по питанию и сигнальным линиям между цифровым и аналоговым трактами.

- Реализация USB на процессоре Atmel (с возможностью использования драйверов от аманеро)

- Аттенюатор на реле.

- Применение генераторов аналогового тракта с низким фазовым шумом

- Наличие энергонезависимой ПЗУ для хранения настроек (уровень аттенюатора, селектор вх. вых. и др)

- Интегрированный усилитель для наушников на мощных буферах ( очень хорошо показали себя LM49600 в прошлой версии)

- Защита по DC в усилителе для наушников

- Все управление одним энкодером

- Поддержка управления через инфракрасный ПДУ

- Поддержка VFD дисплея 16х112 точек и реализация графического контроллера в ПЛИС

- Реализация в ПЛИС ЦФ 2048 отвода, 32 бита. и коэффициентами интерполяции х1,х2,х4,х8

Схема:



Внешний вид:

[demon_rt]

А в чем была проблема с запуском?

В моей невнимательности при монтаже.
1. Я использовал одно и то же посадочное место PCB для кварца и генератора, оказалось, что одинаковый с виду корпус имеет разную ориентацию выводов.

Результатом был срыв генерации кварца.

2. Непропай на одном из пинов процессора (хотя паял феном).

[demon_rt]

Реализован полноценный прием аудиопотока от процессора к ПЛИС. Поддерживаются все частоты семплирования. Выполняется упраление генераторами сеток частот и "мутирования". Ну и самое главное - музыка играет )

[maxssau]

[demon_rt]

Спасибо!
Кстати пришлось заменить usb кабель купленный за 20р на кабель за 200. Были редкие потрескивания в режиме азио, изохронный режим все таки.
P.S. за 20 просто не прогретый был))))

[maxssau]

Я давно заметил,что на usb 2.0 не все кабели подходят, лучше всех оказался древний от принтера, видимо в комплекте с оборудованием поставляют сертифицированные,а кабели "неизвестного" происхождения лепят кустарно,без соблюдения норм

[demon_rt]

лучше всех оказался древний от принтера

В те времена медь на граммы не взвешивали при производстве кабелей.

Я просто меряю мультиметром сопротивление сигнальных проводов, если 2-3 ома то в ведро

[tomtit]

Не поделитесь ли опытом, где взять конфигурационную флэш-память для ФПГА, которую еще можно будет купить несколько лет и
которая поддерживается Xilinx софтом?
Даже та флэш, что стоит в Вашей схеме - уже устарела и, похоже уже легко не покупается .
На работе, я ставлю ARM-процессор и загружаю ФПГА по SPI или по параллельной шине, но в ЦАП так делать неохота.

[demon_rt]

Не поделитесь ли опытом, где взять конфигурационную флэш-память для ФПГА, которую еще можно будет купить несколько лет и
которая поддерживается Xilinx софтом?

Из SPI только N25QXXX от Micron или S25FL от Spansion, сапром поддерживается и купить можно. Я брал в чипе с предзаказом.

Можно BPI поставить, но смысла нет для такой маленькой ПЛИС

---------- Сообщение добавлено 20:01 ---------- Предыдущее сообщение было 19:23 ----------

Для искушенных, картинка как работает интерполирующий x8 фильтр в ПЛИС разрядностью 32 - 2048 отводов

Желтый сигнал - 20 кГц на входе фильтра (SPDIF или USB)
Красный - те же 20 кГц на выходе, выдаются уже на ЦАП SM5865

[Turbo_man]

Интереснее "звон" на меандре.

[demon_rt]

Интереснее "звон" на меандре.

Потому что данные из фильтра выводятся по Valid, а анализатор из растягивает на каждый такт.

[Turbo_man]

Я про то, что синус не интересно. Что-то другое может? Да и лучше не из симулятора, а на аналоговом выходе.

[demon_rt]

Да и лучше не из симулятора

Это не симулятор, а уже реальная работа логики с живым сигналом

[Turbo_man]

Я прошу продемонстрировать реальное превосходство вашего цф с 2048 тапами над промышленными с 169 тапами в первом звене апсемплера (SM5847).
Это возможно?

[demon_rt]

Я прошу продемонстрировать реальное превосходство вашего цф с 2048 тапами над промышленными с 169 тапами в первом звене апсемплера (SM5847).
Это возможно?

У меня нет в наличии SM5847. Могу только на модели сформировать фильтр с подобным количеством отводов.

[Turbo_man]

Могу только на модели сформировать фильтр с подобным количеством отводов.

Наверно годится, но что мы увидим?

[tomtit]

Преимущество длинного однопроходного фильтра в том,что отсутствует необходимость дизеринга и передискретизации между каскадами. Длина 2048 несколько избыточна для 8-кратного оверсемплинга.
Эквивалентная длина SM5842 развёрнутого в однопроходный фильтр ЕМНИС где то 741 отвод. Даже фильтр
Такой длины имеет настолько резкий спад АЧХ, что звук приобретает хрустальный оттенок, поэтому я предпочитаю не гнаться за формальными сверхпараметрами.

[Turbo_man]

Наверно достаточно иметь на 0.54Fs подавление примерно 15...20 дБ?

[demon_rt]

Длина 2048 несколько избыточна для 8-кратного оверсемплинга.
Эквивалентная длина SM5842 развёрнутого в однопроходный фильтр ЕМНИС где то 741 отвод

В перспективе были заложены и более высокие коэффициенты интерполяции

---------- Сообщение добавлено 19:10 ---------- Предыдущее сообщение было 19:07 ----------

Наверно достаточно иметь на 0.54Fs подавление примерно 15...20 дБ?

Можно, но кабы более высокие внеполосовые всплески фильтра не попали в полосу пропускания, как результат нелинейная АЧХ

[lionel]

А как у проекта обстоит дело с DSD?

[demon_rt]

А как у проекта обстоит дело с DSD?

Сейчас DSD конвертируется Jriver -ом в PCM 384 в силу того что SM5865 не имеет входа DSD. В перспективе реализация аппаратного конвертера DSD to PCM на ПЛИС. Транспорт позволяет принять оба формата без проблем.