エレクトロアートのデジタルオーディオ実験室

前回の更新から随分と間が空いてしまいました。楽しみにしてくださっている方には申し訳ありませんでした。

さて、USB基板の方はゆっくりとですが着実に進捗があります。前回更新時点から、DSD2PCM変換回路、および（LED表示による）デジタルレベルメーター回路のインプリメントと動作確認をしました。

録音・再生時にS/PDIFから信号を出すことができますが、DSD録再時にはデシメーション・フィルタで88.2kHzのPCMに変換した信号をS/PDIFから出力します。

また、録音時にはDSD録音モードを含めてデジタル領域でのレベルメーター回路が使用できます。DSD録音時にはデシメーション・フィルタ回路によってPCMに変換された信号を使ってレベルメーターを制御します。

そして、DSD/PCM 両対応DACである、DSD1794Aを繋いで、PCMならびにDSD信号の再生ができることも確認しました。アプリケーションからWAVEファイルもしくはDSDIFFファイルを選択すると、I2Cという制御バス方式によって、DSD1794Aの動作モードを自動的にPCMあるいはDSDに変更するように作りこみましたが、実際に動作を確認したというわけです。

ちなみに、DSD1794A基板のデジタル信号系はHC157を2個使って次のように構成しました。 

残る作業は基板(FPGA)の細かい修正と、Windowsアプリケーションの完成度を上げることです。もちろん、全体的なバグ潰しも並行して行います。ただ、今月の配布には間に合いませんでした。納期的に厳しい部品が1点あるのですが、その手当てが間に合えば年内には何とか・・・したいです。

ぼちぼち仕様をご案内していこうと思います。

なかなか忙しくてこちらのプロジェクトに割ける時間が取れないのが目下の（贅沢な）悩みですが、今週はこちらの基板を作ってDSDまんまの音出しができればよいなと考えております。

DSD1794Aは、PCM入力とDSD入力が独立して設けられており、どちらのモードでもSYSCLK入力をSYSCLK入力として受け付けてくれますので、I2Cでレジスタ設定をしようとするには好都合です（PCM1792AはDSD入力を使う場合には、I2Cによるレジスタ設定だと支障をきたすと思われます）。

デジタル部はDSD1794Aのパラ差動、＊＊式でもおなじみですね。追加で74HC157が2個載っかっている基板を作りました。

DSD1794Aの設定はUSB基板上のUSBコントローラチップから行います（ということはつまり、最上位はWindowsアプリからの制御になります）。

USBコントローラチップのI2C制御ブロックを使ってUSB基板上のFPGAと、DAC基板のDSD1794Aのレジスタに書き込みを行うという寸法になっています。

あまり意味は無いですが、参考までに基板の裏も載せておきます。

外付けのDAC基板を用意することによって、PC上のDSDIFFファイルをPCMに変換することなくD/A変換することができます（ハズです）。

DSDIFFファイル録再生時、USB基板のS/PDIFからはFPGAで構成したデシメーションフィルタによってPCMに変換されたS/PDIFを出力する予定です（こちらの実装は来週かな？）。

残念ながらPCM4204はDSDとPCMの同時出力は無いようです。

写真は撮っていませんが、リビジョンの上がった基板での検討が始まっています。お気づきでしたでしょうか？以前のリビジョンの基板では、0.5mmピッチのFPGAから2本のリード線による改造が入っていたのを・・・。

最近ではこの手の作業はかなり辛いものとなっていますので、専門の工場に改造作業お願いしています。

さて、新しいリビジョンの基板では機械によるハンダ付け（リフローといいます）を行いましたので、仕上がりの美しさと信頼性が高まっています。

少しづつですが、FPGAのロジックやアプリのバグ取りが進んでいます。FPGAにはもう少し機能を実装しなければなりませんが、そろそろ先が見えてきました。

ここのところ、ありがたいことに受託設計業の方が忙しく、残念ながらあまり進んでいません。

検証のため、4ch録音したDSDIFFファイルを、2chのデータ2つに分解するアプリをMFCで作ってみました。このアプリは基板の添付品になる予定です。このあと、録音したDSDIFFファイルをWAVファイルに変換するアプリも近々製作予定です・・・。

少しずつ前進しています。

A/Dコンバータ前段のアナログ・フロントエンド基板が出来上がってきましたので、STEREOチャネル分だけ実装して繋いでみました。アナログ回路だけに面積が大きくなり、1枚でUSB基板と同じ大きさです。

さて、USB基板のハードとアプリも、先程4ch対応ができました。

問題は、録音した4chのファイルをどうやってハンドリングするかですが、たとえば176.4kHzのステレオWAVファイル2個に分割する、などが考えられます。編集用途なので32bit浮動小数点データのWAVファイルにも変換できるようにしないと面白さが半減しそうです。そうすることによって、汎用DAW等でミックスダウンを楽しんだりできるのでは、と考えています。この辺の変換ツールは別アプリを作って対応することに・・・・。

レベルメータはLED駆動用パルスを4ch分シリアルでFPGAから出力し、別基板でシフトレジスタIC等でパラレル化してLEDアレイなどを光らせるようにしようかと考え中です。

「再生」モードの方も進捗があります。以前描いて発注しておいたDSD1794A基板が、工場から上がってきました。これも時間を作って部品を実装し、DSD/PCM両対応の再生を確認したいと思います。

USB REC/PB バルク転送アダプターですが、残念ながら目を見張るような進展はありません。このところ新規の受託開発案件を頂いていることもあって、なかなか思うように時間が取れないのが主な理由です。

ただ、サポートフォーマット全てにおいて録再の各モードが動作するようになり、だいぶ形が見えてきました。

とは言っても、まだまだ実装したい機能・仕様も沢山ありますし、動作もまだ怪しいところが少なからずあります。「使える」様になるにはもうしばらく時間がかかりそうです。

倍速DSDの4ch録音機能はまだ未実装(汗　アナログフロントエンドも2ch分しか入力していなかったりします。歳のせいか？たまにユニバーサル基板を組むと結構疲れますが、近いうちにOPA1632を使ったフロントエンド基板が中国の工場から出来上がってきます。

最初のバージョンは再生機能に物足りなさが残るかもしれませんが、Windowsアプリは徐々にアップデートできるというメリットがあります（微妙な時期にWindows 7がリリースされるのが非常にいやらしい）。

USBチップのファームウェア、FPGAのロジック回路、そしてWindowsアプリ（何といまさらMFC）、と、結構大変なんです。長い目で見て頂けると助かります。

・・・なんとか、11月の終わりまでには形にしたいと思っております。