月別アーカイブ: 2015年4月

ZYNQ

各社のFPGAはプロセスをはじめとして、機能・性能が向上しており、Xilinxのデバイスも進化しております。ボヤッとしているとどんどん取り残されてしまいます。

Xilinxは、Arm Cortex-A9のデュアルコアにDDRメモリインターフェース、そしてUSB、Gb EthernetやSDカードなどの周辺コントローラを組み合わせた、言ってみればラズパイに搭載されたブロードコムのプロセッサみたいなLSI、に、FPGAを組み合わせて1チップにしたZYNQというデバイスを出しています。

要するに、市販のプロセッサの物足りない部分に自作の大規模ロジックを組み合わせて使えますよ、という趣旨のデバイスなのです。

で、このZYNQというデバイスを積んだ評価ボードであるZYBOという基板が市販されており、私も1年ほど前に入手しておりまして、まずいことに長いこと死蔵していました。最近では秋月でも売っているんですね。敷居が下がったものです。

ラズパイB2は確かにすごいと思うのですが、私としては「オリジナルな回路で付加価値を!」、といった考え方を貫いていないとまずいですので、重い腰を上げてこの基板に取り組み始めました。はっきり言って面白いです。

仕事の用途ですと、画像に絡ませるといった方面のご要求が多そうですが、ここに書くからにはオーディオ用途でないとまずいわけで、まずはFPGA部の回路的にはZYBOのリファレンスデザインを使い、Linuxを載せてとにかく動かしてみました。

この基板もSDカードにファイル一式を入れておいてブートさせる仕組みですが、こういった組み込み開発ものは、OSを立ち上げるまでが第一の関門で、例外なく苦労させてくれます。

オーディオ的には、まずはLinux上のALSA経由で、SDに格納したWAVファイルを、ZYBOとUSB接続したUSDA_MINI基板から出力してみました。。

実験、という以外は特に面白くもないですね。おそらくMPDみたいなものを載せてもう少し実用的なものは作れるかもしれません。

FPGA部にまともなI2Sのコントローラ(24/192とDSD128くらいまで入出力できて、信号のサンプリング周波数(44.1kHz/48kHz)の倍数にあわせた水晶発振器クロックを外から入れられる)を作りこみ、プロセッサクロックの逓倍×分周に起因する、ジッタや大きな周波数偏差のない水晶発振クロックでI2Sから録音・再生できるようなものを作りたいと思っています。もちろんMCLKもきちんと出力して・・・。

また、ソフト的には、MPDよりもDLNAを実装したいな~、という想いがあります。

 

 

活動状況

大変ご無沙汰しております。消費税率の年度途中変更等による確定申告の煩わしさや、アベクロ景気?の影響なのか本業が忙しくて更新をすっかりサボってしまいました。死亡説が出る前に兎に角何か記事を書かなくては・・・、とずっと思っておりました。

昨年末に、割と自宅から近いところに昭和の香りを色濃く残す喫茶店を発見しました。店主がクラシック音楽好きで、棚にはおびただしい枚数のLPやCDが収納され、店内の装置で演奏されています。

これらの装置が昭和末期の代物たちでして、なかでもSANSUIのアンプ、AU-X707の黒光りする様が異彩を放っておりました。初めて店内に入ったときに、その黒光りする物体を凝視してしまったが最後、あまりの懐かしさに当方もSANSUIを自宅に迎え入れたくなってしまいました。

しばらくの間ヤフオクの画面と格闘し、手始めに?「動作確認済」という触れ込みの、ランクAと出品者が謳うAU-X607を落としてしまいました。

このシリーズはα-Xバランスサーキットという回路が売りで、チャンネル毎にプラスとマイナスのアンプを持っていて、SPをプラスとマイナスの両側からドライブするという構成になっています。また、入り口から出口までAC結合を持たない完全DCアンプです。個性的ですよね。さらに、電源トランスには中点タップが無く、整流ノイズがアースへ流れ込まないとかどうとか、当時謳われていたような気がします。

送られてきたブツをとりあえず確認してみたところ、確かに音は出ていましたが、30年近く昔の電気製品ですので、念のため完全オーバーホールを敢行することにしました。

具体的にはケミコンは問答無用で交換し、酸化して足が黒くなっているTrも交換する。溶剤系の接着剤が染み出て腐食した抵抗、さらに出力リレーも新品交換することにしました。リレーも、オリジナルのOMRON互換品で、今は無き富士通高見澤製の貴重な金貼り接点タイプを保有していますので問題ありません。

ケミコンはオリジナルはニッケミのAWDという音響用が多用されていますが、すべて同じニッケミの新品KMGに交換します。Trもストックしてある同一銘柄品が使えました。

完全オーバーホールなので写真のように基板は外してメンテします。

実は基板を外す以前に、視聴の際、念のためにオフセット調整を確認しておこうと信号を当たっているときに、あろう事か終段のパワトラを飛ばしてしまいました。例によって、バチン!と、ものすごい音がしました。調整中ということで、Harbeth君を繋いでいないでよかったです。

困ったことに同じ型番で同じHFEランクのデバイスが入手できませんでしたので、上位機種であるAU-X707に搭載されているものを使うことにしました。X607とX707のメインアンプは、基板自体はほとんど同一仕様ですのでなんとかなるでしょう。幸い秋月電子でリーズナブルな価格で入手できます。当然8個すべてを交換することになります。

この時代の製品は、コネクタが一般的ではなかったので基板の取り回しが大変で、色々苦労しましたが(写真では示していませんが)、サービスマニュアルがありますのでなんとかなります。

無事にSANSUIサウンドを奏でてくれます・・・。・・・(と言ってもそこはやっぱり \79,800のアンプ。後に上位機種のジャンクを再入手することに・・・)

こうして昭和末期のサウンドを堪能していると、ソースもやはり当時の機器やデバイスをつないで聴きたくなってくるものです。

当時はようやくCDがソースの主流になってくるかどうかという時期で、なんとなくTDA1541AというPhilipsの16bitDACを使ったCDプレーヤーを繋ぎたくなります。

とはいっても世はハイレゾの時代!24bitのソースをわざわざ16bitに切り捨ててしまうのも抵抗があります。

唐突な話ですが、KORGのAudioGateというソフトは、フォーマット変換の際にディザをかける事ができます。そのディザですが、一般的なTPDFのほかに、KORG AQUAというタイプが選択可能で、これが具合が宜しいのではないかと思っています。

適当なソフトでたとえば1kHzの正弦波信号を24bit/96kHzのフォーマットで作成し、AudioGatede で上記のディザをかけて16bit/192kHzに変換します。

できあがったそれぞれの16bit/192kHzのファイルをFFTにかけてみます。いつものWaveSpectraです。写真上がTPDFディザで、下がAQUAです。

AQUAってデルタシグマですよね。可聴帯域に16bit分を超越する量子化方向の情報を、16bit中に保持していることが期待できそうです。

誤解を恐れずに書けば、スーパービットマッピング以上、DSD未満、といったイメージではないでしょうか。

これなら、24bitのハイレゾファイルを16bitの176.4/192kHzにAQUAで変換し、TDA1541AのNOS DACへそのままのサンプリング周波数で送り込めば、そこそこのクオリティでハイレゾ再生が楽しめるのではないでしょうか。BeatlesのUSBあたりを楽しむのに最適なシステムのような気さえします。

物入れを漁っていたらこんな基板が出てきました。そのうちに試してみようと思っています。次、いつ時間が取れるかわかりませんが・・・。TDA1541AのNOS DACをお持ちの方で、興味のある方は試してみてはいかがでしょうか。

ただ、TDA1541Aの場合、I2S接続するには16bitスロットで接続する必要があったような記憶があります。その辺で引っかかることが多いかもしれません・・・。