みみず工房掲示板
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RasPiからのI2S直接入力 - twl 2014/02/11(Tue) 22:03 No.4070
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RasPiからのI2S直接入力 投稿者:twl 投稿日:2014/02/11(Tue) 22:03 No.4070 home

古い話になりますが#3338でsyuさんがBBBではI2Sが直接取り出し可能と書かれていました。私はその記事をきっかけにBBBと遊ぶようになったのですが、それに対応したドライバーがないことにはI2S接続を試みてもノイズにうもれた音楽信号ぐらいしか取り出せず、BBBからDACへのI2S直接接続はあきらめていました。

最近、自分の使用しているBuffalo IIIのTwisted Pear Audioの掲示板*が賑やかなので覗いてみたら、既にご存知の方もいらっしゃるでしょうが、Raspberry Piにおける最新のdebianカーネルにはI2S用のドライバーモデュールが提供されており、このカーネルを使うとRasPiボード (Model B)上のP5のGPIOヘッダーからI2S信号を楽に取り出すことができ、USB関連が貧弱なために音楽再生に関してはいつも冷たい扱いをされてきたらしい(?)RasPiが最上の音楽信号を出力する道具に化けるとのことでした。

これはちょっと面白いかなと早速Model BのRasPiを購入、再生にはVolumioを使用、中のカーネルをI2Sドライバーの入った新しいものにアップデート、しかるべくP5のGPIOにヘッダーピンをハンダ付け、指示に従ってここからBuffalo IIIへI2S接続、MPD(0.18.8)によるPCM再生で音出しをしてみました。

最初はノイズ混じりの貧弱な再生音、ま、こんなものかと思いましたが、よく見ると/etc/modulesに書き込んでいなかったI2S moduleがあり、これを追加記入して再起動して再生したところ、非常に澄んだ、解像力の高い、きわめて高品位な再生音が得られ、大変驚きました。多分rtカーネル云々の議論を越えたところにある再生音だと思います。

Buffalo IIIのようなDACですとSCLKはES9018側が面倒みてくれるので、DATA、LRCK、BCKおよびGNDの四つをDAC側に配線するだけでOKとなります。AIT Laboなどでも使えそうですね。

現在のところI2S用のカーネルモデュールはPCMのみの対応ですが、ALSA自体はI2S経由でのDSD信号処理は対応できているらしく、上記の掲示板では現在DoPのみでしかDSD再生に対応できていないMPDを、DSD信号処理を正しく扱えるものにしようという話題に変化しつつあり、MPD自体にも新しい変化が起きそうな気配です。

また、VolumioやRuneaudioの次のベータ版ではBBB用のI2Sドライバーモデュールを組み込んだカーネルも登場しそうな気配らしく、RasPiのサイズに合わせたHifiBerryなどというmini DACも登場、この傾向が続くと今年はUSB-freeなBBB/RasPiでのMPD再生の年になるかもしれませんが、興味のある方は是非お試し下さい。これはおすすめです。

* http://www.diyaudio.com/forums/twisted-pear/250583-every-pi-better-pear.html

長文失礼しました。twlでした。

Re: RasPiからのI2S直接入力 投稿者:syu 投稿日:2014/02/12(Wed) 13:16 No.4072 home
twlさん

そういう流れがあるんですね。お知らせありがとうございます。

>非常に澄んだ、解像力の高い、きわめて高品位な再生音が得られ、大変驚きました。多分rtカーネル云々の議論を越えたところにある再生音だと思います。

慎重なtwlさんがこう表現されるのはかなりな事なんでしょうね。

RasPiでやってみるかbbb向けの登場を待つか、どうしようかなあ♪

Re: RasPiからのI2S直接入力 投稿者:tinker 投稿日:2014/02/12(Wed) 17:37 No.4073 home
twlさん

楽しそうですね。
RTでなくてもよいのであれば変な不具合も起きないでしょうから、動作も安定しますね。
RasPiは持ってるんですが、I2S受けられるDACは持ってないし、工作も全く駄目なんですよね(;_;)

Re: RasPiからのI2S直接入力 投稿者:yo 投稿日:2014/02/12(Wed) 21:00 No.4075 home
twlさん、情報ありがとうございます。

以前、i2s出力が取り出せるという話の時は意味が分からなかったのですが、丁寧に解説して頂き、よく分かりました。なるほど、そういうことでしたか。リンク先もざっと読みました。面白いですね。

「さらば、spdif、ddcを外して、パソコンとdacを直接つなぐ」ということですね。dsd再生の場合は文字通り(DoP変換無しの)ネイティブな再生となるから、強力でしょうね。wav再生に関しては、最近流行りのwav->dsdリアルタイム変換をパソコン側に移すことになるけど、そのメリットとディメリットの兼ね合いでしょうね。
twlさんの実験や掲示板での書き込みからみると、相当に効果はありそうですね。課題はi2s接続が可能なdac製品がどの位登場するかですかね。いっそのことbbbをdacの中に入れて、nasと組み合わせてサーバにすると面白いかもです。

Re: RasPiからのI2S直接入力 投稿者:twl 投稿日:2014/02/13(Thu) 01:09 No.4076 home
syuさん、tinkerさん、yoさん、コメントありがとうございました。

今日帰宅してから、改めてI2S直結の音出しを聴いておりましたが、心地よい音の環境についウトウト、今覚醒してあわててこれを書いている状態です。

syuさん wrote:

> RasPiでやってみるかbbb向けの登場を待つか、どうしようかなあ♪

先に紹介した掲示板でもRasPiよりもBBBの方が性能的には上だろうという認識はありますので、将来的にはBBBでのI2S直結が実現するかもしれませんね。

tinkerさん wrote:

> RasPiは持ってるんですが、I2S受けられるDACは持ってないし、
> 工作も全く駄目なんですよね(;_;)

この最後のコメントに思わず笑ってしまいましたが、RasPi用にI2S受けの出来る可愛いDACが紹介されていますので、ご検討されてはいかがですか。

http://www.tjaekel.com/T-DAC/raspi.html
http://www.hifiberry.com/

yoさん wrote:

> 「さらば、spdif、ddcを外して、パソコンとdacを直接つなぐ」ということですね。

まさにご指摘の通りです。DAC直結なのでそれだけ信号経路が単純になり、再生音が悪くなる理由がより少なくなるということなのでしょうね。上のURLにお示ししたDACはそういう意味で面白そうです。

twl

Re: RasPiからのI2S直接入力 投稿者:yo 投稿日:2014/02/13(Thu) 19:18 No.4077
twlさん、質問です。

volumioってmpdをベースにしていると思っていたのですが、i2s対応にするために独自に手を入れたということなのでしょうか。それとも、mpdベースではなく、i2s対応は独立した機能として実装しているということなのでしょうか。
どうも英語力の不足で(^^;;;、良く分からないので、ご存じなら教えて下さい。最新のalsaがi2s対応したということは承知しています。

Re: RasPiからのI2S直接入力 投稿者:tinker 投稿日:2014/02/13(Thu) 20:57 No.4078 home
twlさん
DACの案内ありがとうございます。
紹介して頂いたページから、DACはそのうち誰かが試してくれるだろうと、DDの方を発注しました。
Backorderらしいので、いつ届くかわかりませんが。

yoさん
以下のページからimageを落としてみました。
http://www.hifiberry.com/guides/sd-card-images/
volumioでなければいけないというわけではなさそうで、modulesを組み込んでおけばいいようです。

Re: RasPiからのI2S直接入力 投稿者:syu 投稿日:2014/02/13(Thu) 21:29 No.4079 home
皆様

bbbは対応にまだ時間がかかりそうですが、bbbに重点を移すと宣言されているようなので、すぐかもしれませんね。

せっかちなので、RasPi発注してしまいました^^;;
どんな音が出るのか、期待大です。

tinkerさん

ご存知でしょうが、bbb入荷したようです。
http://store.techshare.jp/shopdetail/005007000022/

hifiberryのmodules情報ありがとうございます。

Re: RasPiからのI2S直接入力 投稿者:twl 投稿日:2014/02/13(Thu) 21:37 No.4080 home
yoさん wrote:

> volumioってmpdをベースにしていると思っていたのですが、

私もにわか勉強なのですが、Volumio自体はその前身であるRaspyFi Projectから進化したものであると開発者のMichelangelo( a.k.a. Mikelangeloz)さんが述べています。

彼はイタリアのフィレンツェ在住の心理学先攻の院生のようですが、RaspyFiからVolumioに至る開発のきっかけはVoyage MPDにあり、これをもっとシンプルな形にしたいということがこのプロジェクトの動機となっているようですので、yoさんが思われているように、mpdを念頭においた開発ということでいいのでしょうね。**

* http://www.raspyfi.com/credits/

** http://www.volumio.com/

> i2s対応にするために独自に手を入れたということなのでしょうか。

そのようです。この環境の基礎を作ってくれたのがドイツのハンブルグ工科大学所属のFlorian Meierさんのようですが***、彼のようにI2S moduleのソースをさらっと書いてしまう人や、それを自分の開発しているシステムにきれいにインプリメントできるMichelangeloのような人達が国境を越えてネットでつながっていてくれているおかげで私たちが恩恵を受けることができるのはとてもありがたいことだと思います。

*** http://blog.koalo.de/2013/05/i2s-support-for-raspberry-pi.html

日本でもRasPi/I2Sを冷静に解析している方もいらっしゃいますが****、現状ではES9018搭載のDACユーザーが一番この環境の恩恵を受けそうですね。

**** http://nw-electric.way-nifty.com/blog/2014/01/raspberry-pi-i2.html

twlでした。

Re: RasPiからのI2S直接入力 投稿者:yo 投稿日:2014/02/13(Thu) 21:50 No.4081 home
syuさん

> せっかちなので、RasPi発注してしまいました^^;;

手元にある方からお借りしているPiはあるのですが、僕は気長にbbb対応を待つかなと思っています。どうも、Piは unreliable なので。偏見かなぁ(^^;;;。


tinkerさん

> DACはそのうち誰かが試してくれるだろうと、DDの方を発注しました。

これ
http://www.hifiberry.com/hbdigi
のことですか。であれば、dacの方はこちらで試すかなぁ。まあ、aitlaboでも、ケーブルがあれば(作れば)、対応できそうなのですけど。

> volumioでなければいけないというわけではなさそうで、modulesを組み込んでおけばいいようです。

mpdでもモジュールを指定してあれば、OKということですね。


twlさん

情報ありがとうございます。ゆっくり解読いたします。

Re: RasPiからのI2S直接入力 投稿者:tinker 投稿日:2014/02/13(Thu) 21:55 No.4082 home
syuさん
>bbb入荷したようです
情報ありがとうございます。

yoさん
以下の3つを発注しました。
・HiFiBerry Digi (#hb-digi)
・2x13 pin stacking header(RTCを持ってるので、それも使えればと)
・11mm Nylon spacer + screw

Re: RasPiからのI2S直接入力 投稿者:twl 投稿日:2014/02/13(Thu) 22:07 No.4083 home
tinkerさんwrote:

> volumioでなければいけないというわけではなさそうで、modulesを
> 組み込んでおけばいいようです。

確かにそうなのですが、Volumioの.imgはGithubのRasPi用のカーネルソースに連動しているようなので、この.imgで作ったSDカードを起動した後、rpi-updateのコマンドを打てばI2S modules付きの最新のカーネルに自動的にアップデートしてくれるので手間が省けます。*

* 前提としてapt-get update, apt-get upgrade, apt-get install git-core, apt-get install binutilsが必要になりますが。

私はRasPi用のカーネルコンパイルは初体験だったのですが、無事に最新のカーネルをビルドして必要なmodulesが無事に格納され、I2S直結再生を確認した後、つい上記のrpi-updateをやったら、自分が苦労して作った最新カーネルをゴミ箱に追いやって、あちら様で準備されていた最新カーネルに強制的に入れ替えられていました。(;_;)

ちょっとムッとしましたが、逆にいうと、あちら様に抵抗しない限り、rpi-updateをやっておけば間違いはないというか、fool-proofに優れた環境が提供されているとポジティブに考えることで納得しました。

twl

Re: RasPiからのI2S直接入力 投稿者:tinker 投稿日:2014/02/13(Thu) 22:19 No.4084 home
twlさん

>自分が苦労して作った最新カーネルをゴミ箱に追いやって、あちら様で準備されていた最新カーネルに強制的に入れ替えられていました。(;_;)
それじゃ、小ネタを少し。
config.txtに、kernel=kernel.img.hogehogeとか書いておけば、指定したkernelが使われます。updateでkernel.imgが書き換えられても大丈夫です。
もう一つ。raspberry piはクロックアップが公式にサポートされていますが、raspi-configで、たとえば800MHzにしても、実際は負荷をかけ続けないと800MHzにはなりません。以下のようにconfig.txtに書いておけば、常に800MHzで動きます。
arm_freq=800
force_turbo=1
initial_turbo=30
ただし、1GHzとかにupするとSDの内容が壊れる場合もあるそうです。

Re: RasPiからのI2S直接入力 投稿者:twl 投稿日:2014/02/13(Thu) 22:24 No.4085 home

> それじゃ、小ネタを少し。

おお、早速にありがとうございました。励みになります。

twl

Re: RasPiからのI2S直接入力 投稿者:yo 投稿日:2014/02/13(Thu) 23:12 No.4086 home
> 以下の3つを発注しました。

なるほど。参考になります。情報ありがとうございます。

Re: RasPiからのI2S直接入力 投稿者:m 投稿日:2014/02/14(Fri) 00:15 No.4087 home
twlさん
情報ありがとうございます。
私もsyuさんの書き込みで興味を持ちBBBを導入した口です。
もともと DDC 周りの複雑さがとても気になっていました。

現状は
CuBox or BBB

USB ケーブル(実際は短縮のため変換コネクタ)

USB コネクタ(ここから AIT DAC)

USB Noise Filter ← 5V電源

USB ケーブル

UDA3

AIT DAC I2S 入力
となっており、途中5箇所をすっ飛ばせたら
どんな良い音になるのか、とても興味があります。

DDC が絡んでいると思われる BBB rt の DSD 再生中断問題も
直結できれば改善しそうですし
DAC に内蔵できたらレイアウトもスッキリしますね。

今のところ BBB への対応を待ちながら解読の予定ですが
皆さんの書き込みを見ていると我慢出来なくなりそう。。

Re: RasPiからのI2S直接入力 投稿者:twl 投稿日:2014/02/15(Sat) 00:07 No.4088 home
mさん wrote:

> 私もsyuさんの書き込みで興味を持ちBBBを導入した口です。

お仲間ですね、この掲示板には遅くに参加いたしましたがよろしくお願いいたします。

> もともと DDC 周りの複雑さがとても気になっていました。
> -snip-
> となっており、途中5箇所をすっ飛ばせたら
> どんな良い音になるのか、とても興味があります。

厳密にはI2S固有のjitterが残るために、直結にすればそれでOKというわけでもなさそうですが、聴感上はとてもいいのではないかと思います。

> DDC が絡んでいると思われる BBB rt の DSD 再生中断問題も
> 直結できれば改善しそうですし

やはり再生中断問題の問題が残ってますか。私は#3745でお示ししたDDCの使用および3.12.6以降のrtカーネルの出現以来、DSD128の再生も含め、再生ノイズや再生中断は殆どといっていいぐらい経験しておりません。

一番の理由は、使用しているDDCがI2S変換前後の処理系にそれぞれ専用の電源を配置することで接地を含めて両者を電気に分離した後で、後者の処理系側にMCLK用のオシレーターを配置し、クロックを打ち直す手順(reclock)を踏んでいるため、非常にクリーンなI2S信号がDAC側に送られているためだと思います。

UDA3基板もアイソレーターが使われているようですが、アイソレーション後段でのオシレーター配置とかreclockingはやられているのでしょうか。私もDSDの録音にはUDA基板を使っているのですが、再生には殆ど使わないので詳しくは調べておりません。

いずれにしてもシンプル イズ ザ ベストということで、BBBでのI2S直結が可能になる日が楽しみですね。

twlでした。

Re: RasPiからのI2S直接入力 投稿者:tinker 投稿日:2014/02/21(Fri) 18:13 No.4148 home
皆様

私が発注したDigiですが、不具合の見直しのため現在作業中で、3月末の発送になるようなメールが来ました(T_T)
実験は、当分先になりそうです。

Re: RasPiからのI2S直接入力 投稿者:syu 投稿日:2014/02/21(Fri) 20:30 No.4151 home
皆様、私も経過報告。

RasPi入手しVolumio:1.2-betaとusb/uda2経由で16/44.1だけですが音は出るようになりました。

Linux volumio 3.10.30+ #640 PREEMPT Fri Feb 14 19:09:14 GMT 2014 armv6l
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\/__/ \/___/ \/____/ \/___/ \/_/\/_/\/_/\/_/\/___/

Free Audiophile Linux Music Player - Version Beta1.2

C 2013 Michelangelo Guarise - Volumio.org


Volumio Debian GNU/Linux comes with ABSOLUTELY NO WARRANTY, to the extent
permitted by applicable law.
Last login: Thu Feb 20 19:03:34 2014 from ds99.local
root@volumio:~#

Volumio/RasPi > USB/uda2 > i2s/ait-dacだと、私の好みとは大幅にかけ離れた音でした^^;

p5端子はハンダ付けしましたので、ここからait-dacにジャンパワイアでi2s接続ですが、さてどう継ぐか、今からです。combo384の端子を参考に接続しようとしています。

tty接続もできるようにしますが、これはbbb用のTTL-232R-3V3が流用できるようですね。GPIOからジャンパワイアです。
http://foldrr.hatenablog.com/entry/2013/10/13/202044

Re: RasPiからのI2S直接入力 投稿者:yo 投稿日:2014/02/21(Fri) 21:16 No.4153 home
syuさん

レポートありがとうございました。実は手元にRasPiはあるのですが、ケースを空けて調べたら、i2s接続用の端子が無い旧型機なので、実験できないと分かりました。残念。aitlaboはあるので、piを入手するか、bbb対応を待つか、悩むなぁ(^^;;;。

「TTL-232R-3V3が流用できる」のは朗報ですね。でも、volumioの祖先を使って鳴らした音は最悪だったので、ますます悩むなぁ(^^;;;。

Re: RasPiからのI2S直接入力 投稿者:twl 投稿日:2014/02/21(Fri) 23:32 No.4157 home
syuさん wrote:

> p5端子はハンダ付けしましたので、ここからait-dacにジャンパワイアでi2s接続ですが、
> さてどう継ぐか、今からです。combo384の端子を参考に接続しようとしています。

私の環境ではこんな感じです。

  http://lydia.concorde.gr.jp/luke/camera.jpg
 
あまりにもゴチャゴチャしているので人前でお見せできるものではないのですが、橙から青までのカラーケーブルがI2S接続用です。RaspiからのI2S引き出しは橙がDATA、黄色がLRDATA、緑がBCK、青がGNDとなっています。こいつをTwisted Pear Audio (TPA) のOttoというディジタルスイッチのキットに接続、右上のBBBに接続された384kHz対応のXMOS DDCからのI2S/DSD信号と切り替えています(表示が古いままですが)。

DACがどこにも見当たりませんが、引き出したI2S信号は上記のOttoから左上にあるTPAキットのTeleporterというLVDSに接続、ここからRJ45のケーブル経由で数メートル離れたBuffaloのDACに同じTeleporterの受信部を介して接続しています。I2Sコードの引き回しは長くはできませんが、このTeleporterを使うとかなりの長さでI2S信号をノイズなしで搬送できるので、DAC近くで配線作業を頻繁に行う負担から免れることができ、重宝しております。

#左下にただ今休止中のAmanero Combo384、右下のBBBも将来のI2S対応に備え、配線だけは既に準備完了なのですが (^^;

twlでした。

Re: RasPiからのI2S直接入力 投稿者:syu 投稿日:2014/02/22(Sat) 18:03 No.4164 home
yoさん

USB経由でRasPi/Volumioだと再生音は貧弱ですね。

ait-dacへの接続はHDMI経由が良いかなと思って、角田さんに問い合わせ中ですが、さてどうなるか。
差し当たりUDA2を使う場合も、dacケースの外に出して、HDMIで送ろうかと思っています。

twlさん

写真公開ありがとうございます。参考にさせていただきます。なかなか情熱的なセットアップで感心しました。これを設置したままにしておける場所の確保も必要ですからね。

RasPiのP5からはSDATA、LRDATA、BCK、GNDのみで、mclkがありません。HDMI(I2S)に変換し、AIT-DACのHDMI入力に持って行こうかと考えていますが、HDMI送信側にmclkなくても良いのかどうかすら知りません。調査中です。Teleporter digital transceiverだとmclk不要ですか?

Re: RasPiからのI2S直接入力 投稿者:twl 投稿日:2014/02/23(Sun) 13:35 No.4167 home
syuさん wrote:

> RasPiのP5からはSDATA、LRDATA、BCK、GNDのみで、mclkがありません。
> HDMI(I2S)に変換し、AIT-DACのHDMI入力に持って行こうかと考えていますが、
> HDMI送信側にmclkなくても良いのかどうかすら知り ません。調査中です。

I2Sで定義される信号線はGNDを除く上記のSDATA、LRDATA (LRCK)、BCKの3本ですので、それでいいのではないでしょうか。MCLKはもともとDAC自体の動作に必要なもので、I2Sに関してはオプション扱いと認識しています。

AIT LaboのページにあるI2S/DSD等のインターフェース仕様に関するpdfを拝見しましたが、この記載だとMCLKの周波数を測定してからI2S/DSD信号線を確認するような意味にとれ、I2S信号は前もってどこかで作られたMCLKに同期していることが条件となるように見えます。MCLK自体はES9018側のVCXOで作られるものと理解していましたので、もしかしたら私が読み違えているのかもしれませんが、おかしな表現だなという印象を受けます。

また、HDMIはあくまでもI2S信号線をコンパクトにまとめて配線させるためのもので、HDMI本来の規格や変換とは無関係と思われます。上記のSDATA, LRDATA, BCKおよびGNDの結線にHDMIのどの番号のピンが使われているのかをAIT Laboにお尋ねになるのがいいのではないでしょうか。

ちなみに私は安価なCD/DVDドライブからI2S信号を取り出す基板*で遊ぶことがありますが、その基板からのI2S取り出しにはHDMIが使われています。そこで安価なHDMIコネクターケーブルをバラし**、付属の仕様書にあるpin assignmentから必要なI2S信号線だけを取り出し、これにコネクターをつけてTeleporter経由でDACに送っています。 

* http://musicaltech.com/#SATA-to-I2S
** http://lydia.concorde.gr.jp/luke/hdmi.jpg

なお、バラしたケーブルのピン番号の確認にはHDMIコネクターにDVI変換コネクターをつけてテスターでの通電確認をしやすくした状態で行っています。 

> Teleporter digital transceiverだとmclk不要ですか?

はい、MCLKの送受信に使えるピンヘッダーもありますが、Buffalo DACのマニュアルでもあくまでもオプション扱いで、基本的には不要との記載があります。

twlでした。

Re: RasPiからのI2S直接入力 投稿者:syu 投稿日:2014/02/23(Sun) 21:39 No.4169 home
twlさん、ありがとうございます。

ait-dacはmclkが必須との事です。
RasPi or BBBからのI2S直結には何らかの方法でmclk生成する等の工夫が必要になりますね。

http://aitlabo.net/blog/?c=002

2013/01/24の「DSD/I2Sインターフェース」記事に以下の記述がありました。

「当方DACはmclkを使用してジッター抑圧していますので必須信号です。」

メール問い合わせでも同様の回答(mclkが必ず必要)でした。

Buffalo-III DAC手配しなきゃですかねえ ^^;;

追記:別記事にするのもアレなので追記にしますが、角田さんはCOMBO384のほうが○○○より音の劣化が少なくて良いから、こっちを何とか使え、との趣旨で、励まして下さってました。

Re: RasPiからのI2S直接入力 投稿者:yo 投稿日:2014/02/23(Sun) 21:57 No.4170 home
twlさん、接続写真の公開ありがとうございました。

この掲示板は写真はアップロードできないのですが、こういう手がありましたか。大変参考になりました。それで...

syuさん

ウームですね。ケーブルの作成で対応できるのかなと思っていましたが、そんなに甘くはないのですね。
HiFiBerry DAC でいくか、Buffalo-III DACかまたまた悩むなぁ。。

Re: RasPiからのI2S直接入力 投稿者:syu 投稿日:2014/02/23(Sun) 23:15 No.4171 home
yoさん

new alixの仕様に 'GPIO header' の記述はありますが、どっかにI2S相当信号は出てないでしょうか。

http://www.pcengines.ch/apu.htm

まだ詳しいマニュアルが無いでしょうから、不詳でしょうかね。

Re: RasPiからのI2S直接入力 投稿者:twl 投稿日:2014/02/24(Mon) 01:38 No.4172 home
syuさん wrote:

> ait-dacはmclkが必須との事です。
> RasPi or BBBからのI2S直結には何らかの方法でmclk生成する等の
> 工夫が必要になりますね。

そうですか。これはちょっと面倒ですね。I2S接続の場合にはAITのDACがslaveとして動作する仕組みになると理解しました。ES9018のchip近くにおかれたVCXOはクロックの打ち直しとして使われるのでしょうね。じゃないとjitter対策の上では不利な環境になりますので。

これはともかく、ということはRasPiから出力されるI2S信号のうちBCKを何らかの方法で逓倍させて22.5792MHz/24.576MHz(それぞれ44.1kHz/48kHz対応)のMCLKを作った上でAITのDACにつなぐ手段を考える必要があります。

うーん、実は私の手元にはドイツのMutecというメーカーのiDというクロックジェネレーター兼外部クロック逓倍器があるのですが、これを使い、当時使用していたDSD対応のADCからのMCLK信号を逓減させ、DSDの生信号であるSDIF-2信号の搬送に必要なWCLKを作っておりましたが、この装置だと、RasPiから入力したBCKとそのfsを逓倍させて作ったMCLKがそれぞれ別の出力として得られ、AIT DACの要求に合うような接続が一応可能になりますが、接続にBNCコネクターへの変換が必要とか、ケーブル間のインピーダンスの不整合による信号反射などの可能性も生じますので、あまり現実的な方法ではないですね。

もうひとつの方法は私の愛用しているTwisted Pear AudioのキットにMetronome*というきわめてコンパクトな逓倍器があり、これにRasPiからのI2S信号を入力させれば生成されたMCLKを含めたI2S信号をAIT DACに送ることが可能となります。ただし逓倍は48kHzを対象としているようなので、44.1kHz/16bitなどはどういうふうになるか見当がつきません。製作に必要なのはI2S信号の結線に必要な端子台のハンダ付けと7.5Vの外部電源ぐらいですみますので、これが一番お手軽かもしれませんね。

実はTPAから出ているOpusというDACキットをデュアルモノラルの構成で作り、これにMetronomeを組み合わせようと考えていたところです。

 * http://www.twistedpearaudio.com/digital/metronome.aspx

> Buffalo-III DAC手配しなきゃですかねえ ^^;;

はい、ES9018ならBuffalo IIISEがおすすめです。が、I/V出力段の作成やらケースの自作など、およそみみず工房掲示板の話題とはかけ離れた領域になりますので、このあたりにしておきます。(^^;)

twlでした。

Re: RasPiからのI2S直接入力 投稿者:Phoenicia 投稿日:2014/02/24(Mon) 13:13 No.4173 home
BCKを逓倍してMCLKを作るのでしたら、お気楽オーディオさんから頒布されている「DAC9018S 用逓倍クロック基板」が使えるのではないでしょうか。
半田付けは必要ですが、DAC基板のI2Sに外部から信号を入れるのでしたら回路理解や半田付けなどのスキルは必須になります。基板間接続を誤っただけでDAC基板を壊すことになりますし。

Re: RasPiからのI2S直接入力 投稿者:syu 投稿日:2014/02/24(Mon) 15:37 No.4174 home
Phoeniciaさん

ありがとうございます。

私も昨晩、検索して発見していたのですが、使えるものかどうか自信がありませんでした。

http://easyaudiokit.hobby-web.net/bekkan/distr/distr.html
http://easyaudiokit.hobby-web.net/bekkan/ES9018/ShiftPara.html
http://easyaudiokit.hobby-web.net/bekkan/manual/DAC9018S_ADDON.pdf

これをRasPi or BBBの送り出し側でHDMI(I2S)送信基盤と一緒に実装すればよさそうですね。

HDMI使わず直結するなら、RasPiとait-dacのI2S受信端子との間のケーブルに逓倍クロック基板を乗せた変換基盤を挟む手でしょうか。そこにアイソレータも乗っけとくとか。。

「上記に当てはまらない周波数のときは DAC9018S 内蔵の水晶発振器に切り替えます。」
の対策が必要かもしれませんね。別にもう一つ水晶用意するとか。

でも、この程度なら、何とか工作できそうです。頑張ってみます。

Re: RasPiからのI2S直接入力 投稿者:yo 投稿日:2014/02/24(Mon) 19:33 No.4175 home
syuさん

> まだ詳しいマニュアルが無いでしょうから、不詳でしょうかね。

そのようです。
僕のサイトの「New Alix」記事第一回目にボードの写真がありますが、これをクリックすると写真だけ単独で表示できます。さらにクリックすると拡大できて、ボードに印刷されている文字が読み取れます。その状態で画面上左端あたり(ボードの取付ネジのすぐ横)にGPIOと印字のあるピンがならんでいますので、多分此処だと思いますが、使い方は不明ですね。
ところで、NewじゃないAlixでも、GPIOはありませんでしたっけ。

Re: RasPiからのI2S直接入力 投稿者:yo 投稿日:2014/02/24(Mon) 19:34 No.4176 home
twlさん

> はい、ES9018ならBuffalo IIISEがおすすめです。が、I/V出力段の作成やらケースの自作など、およそみみず工房掲示板の話題とはかけ離れた領域になりますので、このあたりにしておきます。

遠慮なくガンガンやって下さい。syuさん、Phoeniciaさんも入って頂ければ、鬼に金棒でしょうから。
ちょっと比喩の使い方がまずかったなぁ。圧倒的パワーだということを言っています。悪意はまったくありませんです。

Re: RasPiからのI2S直接入力 投稿者:yo 投稿日:2014/02/24(Mon) 19:35 No.4177 home
Phoeniciaさん、お久しぶりです。

> 基板間接続を誤っただけでDAC基板を壊すことになりますし。

良い子の近づく世界ではなさそうなので、遠巻きにして眺めることにいたします(^^;;;。
まあ、HifiBerryとRasPiのハンダ付け位なら何とかなりそうだから、これで試してみるかなぁ。RasPiという部分がひっかかるのですが。

Re: RasPiからのI2S直接入力 投稿者:twl 投稿日:2014/03/07(Fri) 01:25 No.4200 home
Phoenicia さん wrote:

> BCKを逓倍してMCLKを作るのでしたら、お気楽オーディオさんから頒布されている
> DAC9018S 用逓倍クロック基板」が使えるのではないでしょうか。

貴重な情報ありがとうございました。上記の基板で使われているIDT社製のICS570という逓倍用のICを直接使えばいいのではないかと考え、先日Digi-Key経由で何個か購入しました。専用のプリント基板などを作ったりする知識や技術はないので、このICがのっかる適当なSMD用基板を使い、これにICをハンダ付けしました。

基板があまりにも小さいのでこいつをbread boardに固定、RasPiから3.3Vの電源をもらい、ICS570のマニュアルにある回路図に従ってBCKからの信号を逓倍してMCLK相当の周波数を生成できる(はずの)結線をした後、これをDAC側のMCLK入力に送り、さて本当にこの石で逓倍できるのかどうか、以下のURLにお示ししたような状態で試しました。配線がゴチャゴチャしているのはお許し下さい。

http://lydia.concorde.gr.jp/luke/ICS570B.jpg

用いたDACはTwisted Pear AudioのOpus(WM8741搭載)というslaveでしか動作しないI2S入力専用のDACキット、44.1kHz/16bitの音源をVolumio経由で再生、bread board上でRasPiからのBCKをDAC直結用と逓倍用に分割、逓倍の値を色々変えながらRasPiからのBCKがMCLKとして使えるかどうかを試しました。

最初に結果です。ビンゴ!RasPiからのBCK逓倍で、slaveでしか動かないDACから音が出ました (S1=0, S0=1, FBIN from CLK/2, MCLK from CLK/2 - あくまでも作られる方のための資料です)。再生装置は実験用の簡単なものなので音質云々は言えませんが、うまくロックするとノイズは皆無、結構素敵な再生音です。今回は4xの逓倍で安定した再生ができましたが、上記の石さえあればうまくMCLKを作れることを確認しました。

ただし色々問題が... 今回はI2Sを試すにはあまりにも横着なケーブルの引き回しをしたため、外からのノイズを受け易く、MCLKでロックしにくい状態が続きました。なんでこんなに不安定なのかと、ICをマウントした基板をbread boardからほんの少し浮かしたら簡単にロックできるようになりました。多分、チップ抵抗やらコンデンサなど、およそやりたくもないハンダ付けが案の定非常にへたくそなためだったのでしょう。

twlでした。

Re: RasPiからのI2S直接入力 投稿者:syu 投稿日:2014/03/08(Sat) 19:56 No.4201 home
twlさん

さすが早いですね。ICS570Bの実験うまくいったようで、よかった。とりあえず私も経過報告です。

私は、BCKに合わせて逓倍率を変える機能を搭載した「DAC9018S 用逓倍クロック基板」をやっと入手し、チップ部品のハンダ付けを済ませたところです。老眼が極限まで進行した私の目では、実体顕微鏡なしでは不可能な作業でした。それに、フラックスの煙を吸い込むと呼吸器やられますしね。吸煙ファンを使用したとしても、あまりやりたくない作業です。

で、チップ部品はキットに含まれていましたが、チップ部品でないセラミックコンデンサとPICマイコンのソケットは入っていませんでした。現在、部品手配中で、キットはまだ完成していません。

ait dacはHDMI入力を増設してもらいました。ait dacのHDMI入力は、ait独自フォーマットだそうですが、DAC基板上のジャンパ切り替えで、公開されていて汎用性の高いPS-Audioフォーマットに変更可能です。FidelixやSDTRANS384はこの方式だそうで、UDAのオプションになっているHDMI出力基板もたぶん同様の方式です。

http://www.fidelix.jp/img/PS-HDMI.jpg

HDMI(I2S)出力に改造してもらったパイオニアPD-70でCDやSACDを聴いてみましたが、結構良好な音です。CDはBBB>UDA>I2Sの方がCDP直接より私は好みでした。でも、差はわずかです。ネットワークオーディオの方がCDP直接より音も良く利便性も高いことが確認できました。

RasPiのI2Sで直接鳴らせるのは、早くて来週末でしょうか。キットに一部不明な端子などもあり、まだ予後は不詳です。

Re: RasPiからのI2S直接入力 投稿者:syu 投稿日:2014/03/09(Sun) 21:44 No.4204 home
自己レスです。

>キットに一部不明な端子

これは、cont.と印刷された端子で、本来はDAC基板の同名の場所に接続されます。このcont.は、Lレベルで基板をin-activeに、Hレベルでactiveにすると判明しました。外部からBCKを入力して使うには、cont.を3.3Vに接続します。

Re: RasPiからのI2S直接入力 投稿者:twl 投稿日:2014/03/12(Wed) 23:37 No.4208 home
syuさん、 逓倍クロック基板のご準備の状況を教えていただきありがとうございました。

> DAC基板上のジャンパ切り替えで、公開されていて汎用性の高い
> PS-Audioフォー マットに変更可能です。FidelixやSDTRANS384は
> この方式だそうで、UDAのオプションになっているHDMI出力基板もたぶん
> 同様の方式で す。

PS Audioのフォーマットというのはdiyaudioでのこの記事ですね。

http://www.diyaudio.com/forums/digital-line-level/164366-i2s-standards-ps-audio.html

これ、必要な信号線の引き出しにあたり、実数と虚数みたいに二つの組み合わせができるのですが、そのうちのどちらを使うのかというのには何かお約束があるのでしょうか。以前に別の基板でHDMIからのI2S線引き出しの際にどっちを使うか迷ったことがあります。

> RasPiのI2Sで直接鳴らせるのは、早くて来週末でしょうか。

私は#4200で書いたRasPi-BCK逓倍-MCLK生成-Wolfson DACの環境を実験用から通常の再生装置に移して再生音をチェックしてみましたが、きわめて安定したI2S接続と良好な再生が得られています。実験時にI2Sの信号同期がとりにくかったのは、私の下手なハンダ付け以外にも、何種類ものジャンパーケーブルが周りに散乱していたことも原因していたようです。

DSD128の再生を考えなければ、PCMおよびDSD64の再生に関してはこのWolfsonのDACでもいいかなと思ってしまうぐらいですが、何度か繰り返し比較してみると、同じI2S直結であれば、音の深みはES9018が微妙に勝っているようにも思えます。...多分ES9018を贔屓しているためだと思いますが。

ところでBBBでは44.1kHz対応のシステムクロックはもともと搭載されていないのですが、diyaudioのフォーラムでは44.1および48kHzの両方に対応できるような二つのクロックを搭載したI2S対応のcapeを開発しようとしている動きがあるようです。

上記の開発が実現されることを楽しみに待っている他力本願なtwlでした。

Re: RasPiからのI2S直接入力 投稿者:syu 投稿日:2014/03/14(Fri) 00:26 No.4210 home
twlさん

>PS Audioのフォーマットというのはdiyaudioでのこの記事ですね。

わたしが見たのはfidelixの記事です。
http://www.fidelix.jp/technology/isolation2.html
http://www.fidelix.jp/technology/I2S.html
ここに紹介されていた回路図と、twlさんご紹介の記事の回路図は同じものですね。どちらもPS Audioが提供元で、日付も1日違い、ほぼ同時。

>必要な信号線の引き出しにあたり、実数と虚数みたいに二つの組み合わせができる

これはまだ理解できていません。「HDMIからのI2S線引き出し」の問題なら、ait dac側の問題なので、当面はパスですね。^^;

皆様

今はSACDPからのHDMI(I2S)接続を聴きこんでいますが、HDMIケーブルによる音質の差が(かなり激しく)出てしまうのが問題です。ケーブル固有の音質がだんだん耳につき始めています。手持ちで音の良いHDMIケーブルがなかなか見つからない。gefenのロック付きの旧タイプ(青色)で一応は落ち着いていますが、なんかまだムズムズです。

ケーブルの影響力はS/PDIFやSDIF3も同じ程度ですが、線材などの影響が大きいインターフェースは、メーカにはお徳でしょうが、わたしは嫌いです。むしろUDA2に使用するUSBケーブルの方が固有音はマシな気もしますが、どうでしょうね。

Re: RasPiからのI2S直接入力 投稿者:Phoenicia 投稿日:2014/03/14(Fri) 14:21 No.4211 home
HDMIケーブルはLVDSレベルの信号を伝送させるために偶々使い勝手が良いからPS Auioが利用したんだと思っています。
LVDSといえども長く引き回すと信号品質低下が生じる可能性も有りますし、送受信側にCMOSとLVDSとの変換回路が入ることによるジッター付加もあるでしょうから、できればCMOSレベルのI2Sを最短距離(5cm以内程度)で接続してあげるのが有利だと思います。

Re: RasPiからのI2S直接入力 投稿者:twl 投稿日:2014/03/15(Sat) 13:11 No.4213 home
このスレッドの最初の投稿(#4070)でご紹介したDiyAudioのフォーラムでついにBBBでのI2S直結を可能にするドライバーが一昨日登場しました。

  http://bbb.ieero.com/

マニュアルに従い、Debianのイメージファイルから起動用のmicroSDを作成、これにドライバーをインストール、BBB上のDATA、LRCKおよびBCKのヘッダーピンからDAC側にI2S接続、44.1/16のPCMファイルがノイズなしで再生できています。外部のノイズの影響のためか時々同期がはずれますが、再生音は非常に良好、RasPiでのI2S直結よりも再生される音場にいい意味での広がりを感じます。

root@beaglebone:~# uname -a
Linux beaglebone 3.8.13-bone41 #1 SMP Tue Mar 4 22:51:47 UTC 2014 armv7l GNU/Linux

root@beaglebone:~# aplay -l
**** List of PLAYBACK Hardware Devices ****
card 0: Botic [TPA Botic], device 0: ES9018 es9018-hifi-0 []
Subdevices: 0/1
Subdevice #0: subdevice #0

Twisted Pear AudioのBuffalo DACを対象としたES9018用のドライバーですが、ES9018を用いた他のDACでもおそらく使用できるのではと思われます。(BBBをマスターとして用いるには例によってMCLKの準備が必要ですが)

念願のBBBによるI2S直結が可能となり、ちょっとうれしいtwlでした。

Re: RasPiからのI2S直接入力 投稿者:tinker 投稿日:2014/03/20(Thu) 19:16 No.4214 home
皆様

やっとHiFiBerry Digiの発送メールが来ました。
着くのは多分2週間後だと思います。
P5の半田付に失敗した時には、郵送事故ってことにしますm(_ _)m

Re: RasPiからのI2S直接入力 投稿者:tx2 投稿日:2014/03/22(Sat) 20:39 No.4215 home
横から失礼致します。

先日RasPi用にHiFiBerry DAC:Analogを購入し
組み込んで使っております。

http://www.tx-2.net/img/pi_01.jpg
http://www.tx-2.net/img/pi_02.jpg
http://www.tx-2.net/img/pi_03.jpg
http://www.tx-2.net/img/pi_04.jpg

Logitec SqueezeBoxの変わりとして
ソフトウェアにPiCorePlayerを組み込んで
Logitec media Serverからコントロールしてます。
picoreplayerにもI2Sモードがあります。

piCorePayer
https://sites.google.com/site/picoreplayer/home

またDIYINHKのホームページにES9023とPCM5102の
I2S入力専用のお安いDAC基板があるのでRasPi用
に使えないかと考えております。
http://www.diyinhk.com/shop/audio-kits/26-24bit192khz-es9023-dac-i2s-input-ultra-low-noise-regulator.html

Re: RasPiからのI2S直接入力 投稿者:tinker 投稿日:2014/03/23(Sun) 10:11 No.4216 home
tx2さん

私のとこにも、もうすぐHiFiBerry Digiが届きます。
HiFiBerry Digiが届いたら、piCorePayerも試してみたいと思います。

Re: RasPiからのI2S直接入力 投稿者:tx2 投稿日:2014/03/23(Sun) 12:04 No.4217 home
tinker様

とりあえずVOLUMIOもI2Sモードで無事に動作しました。

VOLUMIO
http://volumio.org/

DIYINHKのPCM5102A DAC基板ですがMCLKをGNDに繋ぐ
ことで内部でクロックを生成できそうなので
RasPiのP5コネクターから直にI2S直接入力できそうです。

http://volumio.org/forum/hifiberry-and-rpi-dac-pinout-t29.html#p176

Re: RasPiからのI2S直接入力 投稿者:tinker 投稿日:2014/03/24(Mon) 19:46 No.4218 home
皆様

本日、HiFiBerry Digiが届きました。
とりあえず音は出たのですが、期待し過ぎなのか、もう少しって感じです。
やっぱり、twlさんみたいに気合を入れないと駄目なのかなぁ。
BBBのCapeが出たら、また挑戦してみます。

そろそろ3.14が出そうですね。

Re: RasPiからのI2S直接入力 投稿者:twl 投稿日:2014/03/25(Tue) 22:50 No.4219 home
tinkerさん wrote:

> とりあえず音は出たのですが、期待し過ぎなのか、もう少しって感じです。

そうなんですか。もしかしたらI2S直結とS/PDIFとの違いなんかもこの「もう少しって感じ」に関係しているかもしれませんね。試行錯誤を楽しまれるのも悪くないんじゃないでしょうか。(^^; 

ちなみに#4200でお示ししたRasPiからのBCK逓倍でMCLKを作り、DACにI2S直結させた組み合わせは、それに合わせて作ったDACのエージングも効いてきたせいか、ただいま絶好調、カーネルが落ちる事もなく、この2週間以上元気に稼働しており、実験から本格運用状態になってしまいました。いずれ時間ができたらRasPiごと収納できるケースでも作ろうかなと考えております。

> BBBのCapeが出たら、また挑戦してみます。

TPA (Twisted Pear Audio)のRussさんがcapeの原案を出してきたので、関連フォーラムではあれつけて、これつけてと、皆さん色々注文を出しています。こういう、オープンな議論の中からいいものが生まれるのでしょうね。ただcapeの基本設計はI2S接続が前提となるので、そういった接続環境を事前に用意することが必要になりますね。

> そろそろ3.14が出そうですね。

2.4や2.6の昔から.xの番号は奇数が開発用、偶数が安定版なんていわれているようですが、3.14が次の安定版になるのでしょうか。3.12.14のrt patchが出ていますが、Nelsonさんのところはまだ3.12.13のようなので、とりあえずCuBox用に3.12.14のrtカーネルを作っているところです。

twlでした。

Re: RasPiからのI2S直接入力 投稿者:syu 投稿日:2014/03/28(Fri) 13:06 No.4220 home
皆様、お昼休みのsyuです。

昨夜やっと、自作ケープを搭載したBBBからI2S > ait dac直結で音が出ました。
twlさんご紹介の http://bbb.ieero.com/ の記載に従っています。

汚いですが、自作ケープ搭載BBBとait dac筐体内仮設状態の画像
https://drive.google.com/folderview?id=0B1n2sZGxAleMMnBTZnhncTVIdXM&usp=sharing

Phoeniciaさんご紹介のお気楽オーディオキットさんの逓倍クロック基板とデジタルアイソレータ(ADuM1100BR)を使用。加えて秋月のTPS7A4700電源キットをユニバーサルケープ上に重層しています。
電源は逓倍クロック基板とデジタルアイソレータの1次側、デジタルアイソレータの2次側で別にしていますが、逓倍クロック基板とアイソレータの1次側はBBBの5vから、2次側はait dacの電源基板の5vから、それぞれTPS7A4700基板経由で供給しています。ケープには角穴を開け、シリアルケーブルも使えるようにしました。各種キットの供給元が増えて、便利になりましたね。キット供給元各位に感謝。

ケープ搭載BBBをait dac筐体内に仮設。とりあえずジャンパワイアで接続しています。このままでは背が高すぎてait dacの上蓋ができません。

まずは、安全パイと思われるdebianで試しました。

root@beaglebone:~# uname -a
Linux beaglebone 3.8.13-bone41 #1 SMP Tue Mar 4 22:51:47 UTC 2014 armv7l GNU/Linux

root@beaglebone:~# cat /proc/asound/cards
0 [Botic ]: TPA_Botic - TPA Botic
TPA Botic

root@beaglebone:~# aplay -l
**** List of PLAYBACK Hardware Devices ****
card 0: Botic [TPA Botic], device 0: ES9018 es9018-hifi-0 []
Subdevices: 0/1
Subdevice #0: subdevice #0

topを見ると、%Cpu高いです。mpdが重労働しているのかな。

top - 00:30:20 up 49 min, 2 users, load average: 0.75, 0.62, 0.58
Tasks: 83 total, 1 running, 82 sleeping, 0 stopped, 0 zombie
%Cpu(s): 52.3 us, 2.6 sy, 0.0 ni, 44.1 id, 0.3 wa, 0.0 hi, 0.7 si, 0.0 st
KiB Mem: 509160 total, 504464 used, 4696 free, 3576 buffers
KiB Swap: 0 total, 0 used, 0 free, 444500 cached

PID USER PR NI VIRT RES SHR S %CPU %MEM TIME+ COMMAND
1258 root 20 0 67992 9344 3196 S 52.6 1.8 24:33.09 mpd
1211 root 20 0 0 0 0 S 1.0 0.0 0:25.40 cifsd
1854 root 20 0 5184 1260 904 R 1.0 0.2 0:00.29 top
1623 root 20 0 5184 1260 904 S 0.7 0.2 0:09.55 top
1161 root 20 0 7848 2440 1932 S 0.3 0.5 0:03.30 sshd
1 root 20 0 4496 2688 1432 S 0.0 0.5 0:01.65 systemd
2 root 20 0 0 0 0 S 0.0 0.0 0:00.00 kthreadd

ドライバはBB-BONE-BOTIC1だけが動作可能で、BOTIC2とBOTIC3では再生できませんでしたが、設定ミスの可能性も。
BOTIC1での再生も16/44.1のファイルを指定すると48kHzに変換されて出力されます。24/96はmpdがクラッシュします。でもまだ、mpdも古いままなんです。とりあえず16/44.1で連続運用テスト中ですが、10時間越えても安定はしています。時々GMPCの接続が切れますが、数秒で自己回復します。

まだやっと音が出ただけの状態ですが、プラシーボ効きまくりの我が聴覚印象は「極上」です。サラサラとしていて嫌味が無くオーガニック感(笑)のある、とても明晰で立体感のある音。嫌な音が本当に少なく、酔わせます。しかし悪酔いはしません ^^; かなりの将来性を印象付けられました。今後が楽しみ。


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