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2014年1月11日 (土)

Raspberry Pi のI2S信号について

Raspberry Pi のMPDであるvolumioのメニューの中にI2S ドライバという項目があります。

これは使えるのか? と思った人も多いのではないでしょうか。

 

Vomulio_i2s 

 

早速、試してみましょう。

 

その前に、volumioを最初に立ち上げたら、まずやっておいた方がいい設定がありました。

WEB-UIからアクセスしても「http://volumio」でアクセスできないことが多いのです。 
そういう時は「http://volumio.local」でアクセスします。 こちらはIPv6で検索をかけているようです。

私の家の環境だけかもしれませんが、IPアドレスは頻繁に変わってしまいます。 そのときに、上記の2つどちらもアクセスできなくなると、Raspberry Pi が迷子になってしまいます。

ということで IPアドレスを固定する ことをお薦めします。

 

 

 

さてさて、上の画面のから I2S Driver をイネーブルして再起動すると、ALSAデバイス(オーディオの入出力)がひとつも無い状態になってしまいました。 

まだ完成していないのかとも思ったのですが、調べてみるとドライバ自体はあるようでWEB-UIから設定が出来ていないだけということらしいです。 

では、ドライバモジュールを手作業で入れましょう。

/etc/modules に下記を書いておくと、起動時にモジュールがロードされるようになります。

 snd_soc_bcm2708
 snd_soc_bcm2708_i2s
 bcm2708_dmaengine
 snd_soc_pcm5102a
 snd_soc_hifiberry_dac

WEB-UIからon/offできるようにする修正が判りました。

 nano /var/www/settings.php

途中のi2sonの部分に下記の赤い一行を追加します。 「 '; 」の位置に気をつけます。

 snd_soc_bcm2708 
 snd_soc_bcm2708_i2s 
 bcm2708_dmaengine 
 snd_soc_pcm5102a 
 snd_soc_hifiberry_dac';   <---- この一行を追加します

書けましたら、WEB-UIからI2S をON してリブートします。

Vomulio_i2s2  

無事にI2S信号がでる事を確認できました。 上がLRCK、下がBCK。 もちろんデータも出ていました。 この画面では、BCKがブレているように見えますが、画像をリサイズしたときの(エイリアシングの)影響で、実際には問題ありません。 

ちょっとイヤラシイのは、再生を止めると、この信号も止まってしまうことです。 ジッタークリーナーは、少し使いにくいかもしれません。 

I2S信号だからジッターが極小なのかというと、意外とそうではありません。 この信号のマスタークロックは、SoC内部のPLLで生成しているからだと思います。 それでもSPDIFと比べると有利だと思いたいです。 

そして、一番の難点は、192倍や256倍など、MCKに相当するクロックの出力がないことです。 

TDA1543など、MCKがいらないDACならそのまま鳴らせるのでしょう。 最近だと、TIのPCM510xシリーズが、LRCKから内部で逓倍してマスタークロックを作るPLLモードを備えているようで、上記ドライバは、それに合わせた名称になっています。

ESS社のES9018など、I2S入力とは非同期でマスタークロックを入れれば良いというDACでもOKだと思います。  他のASRCを使うという手もありますね。 
どうあがいても、ESS社は、常に良いことろを押さえてきます。 これはもう驚きという以外、表現のしようがありません。 なんだろう、この敗北感は(笑

 

 正直に言います。 ESS社、すばらしい! 

 

 

 

さてさて、I2S信号は下記のポートから出てきます。

***** P5 ***** 

<1> 5V
<2> 3.3V
<3> gpio 28  PCM_CLK    <---- BCK
<4> gpio 29  PCM_FS      <---- LRCK
<5> gpio 30  PCM_DIN(未使用)
<6> gpio 31  PCM_DOUT  <---- DATA
<7> GND
<8> GND

 

音は良いのでしょうか? 

USB-DDCを繋げるより、CPUの負荷は軽そうですし、またシステム全体もコンパクトになって一体感がありますね。 それなりにメリットはありそうです。 

高級機並みの音を目指すのではなく、1万円程度で作るスタンドアローンMPDと割り切るのでしたらPCM5102Aが良いような気もします。 LuxmanのDA-100にも使われているDAC-ICなので、そこそこ良いんじゃないかと思います。 どこかで読みましたが、Luxの人もこの新DACは思っていた以上に良かったなんて書いてました。 PCM5102Aの外付け回路の少なさは凄いです。

また、USBの口を塞いでいる訳ではないですから、アシンクロナスのUSB-DDCを接続すればジッターが少ない状態でDACへと信号を出すことも可能です。 出力先はWEB-UIから選択できます。  ということでデメリットは特にないですね。 

 

 

 

Raspberry Pi のI2Sドライバ開発者と volumio開発者に、心から感謝申し上げます。  

 

「USB-DDC」 と 「直I2S出力」のCPU負荷比較はこちら。

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他の方の記事も興味深いものがあります。


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コメント

素人的に考えますと、I2S接続ができるということは、

SDカード->Raspberry Pi->DAC(I2S)

S/PDIFではなく、I2S入力可能なDAC基板との組み合わせが成立するという意味でしょうか?

mr_osaminさん

その通りです。 SPDIFを使わずにDACへ繋げられます。 ちょっと興味が沸いてきましたでしょうか。
CuBOXとかライトでポップなヤツ(名称を失念・・・)には出来ない芸当でしょうか?
あまり調べていないので私が知らないだけかもしれませんけど。

>その通りです。 SPDIFを使わずにDACへ繋げられます。 ちょっと興味が沸いてきましたでしょうか。

ネットワークを介さない、S/PDIFも使わない。
そして低コスト。
ある意味究極ですね。

CuBoxでI2Sって聞いた事ないですね。
皆、TOSLink(S/PDIF)はおろかUSBしか念頭に置いていないでしょうね。

今使っている、USB-DDC(Javs X-DDC)はHDMIコネクタ経由でI2S接続ができるのですが、あくまで同メーカー品での接続にとどまっています。
(それはI2Sの性格上、もっともなことですが。また、ピンアサインが公開されるようなので、接続できる可能性はあります。)

DAC基板設計時には、是非、Raspberry Piと基盤サイズを合わせI2S接続できるようにしておいてくださいw
それと、どんなケースを標準で考えるかも、です(欲張り♪)

たかじんさん

となると、私の知っている範囲でイメージが近いのがQLS QA-660です。

http://www.qlshifi.com/en/wzcapi/qa660.htm

つまり、ハイレゾ音源対応SDトランスポートですね。
これにはI2Sインタフェースも備わっています。

お値段そこそこ。

Raspberry Piは超低コストのSDトランスポートということになりますね。

たかじんさん

QA-660でI2S接続している方は居るみたいですね。
http://puredigital.blog66.fc2.com/blog-category-21.html

たかじんさん

Raspberry PiでVolumio、動かしてみました。
WebRadio、今も再生しています。

うっかりしてまして、Aki.DACとRaspberry Piを接続するケーブルを買い忘れたのですが、幸い、アナログ端子もあったので、音は出ました。WebRadioを聴くだけだったら、これだけでも何の問題もないです。

・・・そして、NASの接続が上手く行かない。

これから、色々試してみます。

若輩者さん

>・・・そして、NASの接続が上手く行かない。

釈迦に説法ですが、同一セグメント上で認識されているのであれば、
fstabの記述の問題でしょうかね?
まずは手動でマウントしてみてはいかがでしょう?

mr_osamin さん

QLS QA-660は知らなかったです。 面白いものもあるんですね。 550ドルかぁ。
紹介していただいたサイトではSPDIFの方が音が良いって書いてますが、ES9018のSPDIF入力はちょっと特別です。 それ以外のDACとは別のものと考えた方が精神衛生上よいですね。


若輩者さん

さすが、くいつき早いっすね。 ちなみにRaspberryPiのアナログ出力はポートのPWM動作による簡易DACですから、音楽鑑賞用というふうには捉えない方がいいと思います。
PCのおまけスピーカを鳴らす用途とか、プログラムによる音声合成をならすとか。

NASは、持っていないので確認できていません。 Windowsのファイル共有では見えましたよ。 win7の共有設定が分かりにくく苦労しましたが。。。 

RaspyFi から派生したvolumioですが、もうひとつ派生しているようです。
Rune Audio 
http://www.runeaudio.com/

ぱっと見、色違いにみえるだけですが・・・
こうなると、どのソリューションが一番安定しているか、音が良いかを選ばなければならない時がくるのでしょうか。  面倒です(笑

基本はRaspyFi がベースですので、NAS設定とかもRaspyFi を参考にされても良いかもしれません。 私が見たところftp接続はできないようです。 sambaというwin互換か、NFSです。 通常NFSは使わないでしょうから、samba一本ですね。 

mr_osamin さん

フォローありがとうございます。 おそらくですが、コマンドをうってfstabとか変更しなくても良いと思うのですが。。。 

たかじんさん

いや、なにがどうトラブっているのかわからなかったので、
勝手な想定で適当に言っただけですw

mr_osamin さん
若輩者さん

NASを持っていないので、なんとも言えませんが、 cifs-utils をインストールすることでマウントできるとか、そういう記事を見かけましt。 方法は、sshでログインして

sudo apt-get update
sudo apt-get install cifs-utils

とします。  apt-get updateに意外と時間がかかります。 5分くらい。

あ、通常のUNIXのコマンドでマウントする、という話じゃなかったんですね(汗)

mr_osamin さん

volumioを普通に使う分には、コマンドは一切うつ必要がないという作りになっています。 NASの設定もWEB-UIから行なうんです。 設定したら、次回以降は自動で接続してくれます。 良く出来ていると思います。

その辺の説明が本文に欠けていますね・・・  修正しておきます。


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