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« 設計変更したHDMI-I2S基板はこんな感じに | トップページ | Sound RABBIT 量産版の案について »

2020年11月14日 (土)

North Fox Digi 試作基板 HDMI-I2S/SPDIF

North Fox Digi はメインデバイスにWM8804を使ってRaspberryPi からSPDIF信号を作りつつHDMI-I2S出力するという基板です。

44.1k系/48k系の2つの水晶クロックをマスターにして、ラズパイをスレーブにするWM8804ドライバとして Hifiberry Digi+ PRO用のドライバを使かおうと思っていました。

先代のHifiberry Digi(無印)ドライバは、WM8804内部のPLLを使うためクロックはジッタを含んで揺れます。また、ラズパイのPLLがマスタークロックになります。<-これの影響が大きいと思われます。

一方 +PROでは、WM8804の内部PLLを止めて水晶クロック・ダイレクト動作になり、低ジッタなSPDIF信号を作り出します。これなら満足いく音が出る可能性が高いです。

Fox00

ところが、そのWM8804をどうやっても認識してくれない。

そう簡単には行かないのが世の常ですね。

Fox01

0.5mmピッチSSOPの半田がうまくいっていなのかな? 

 

Fox02

久しぶりに液体フラックスを持ち出して付けたのに。。。

Fox03

ルーペで見る限り大丈夫そう。

Fox04
< クロックが命なので専用に低ノイズLDOとOSコン、PMLCAPを盛ってみた >

 

じゃあ、何?

 

オシロで検証した結果、クロックが2つとも出てなかったというオチ。プルアップ/プルダウン抵抗を付けていなかったのでクロック切換回路が電源起動時にうまくいっていなかったようです。そしてクロックが入力されていないとWM8804のI2Cから応答が出ないらしいのです。GPIOから明確にH/L信号が出ればクロックが出始めるんですけどね。起動シーケンスまではドライバソースを読んでいてわかりませんでした。

また、WM8804のリセットもうまくいっていない模様。OSコンを盛ってしまって3.3V電源の立ち上がりがゆっくりしているため、しっかりとリセット出来ていないようです。そんなこともあろうかと、ALLO のDigiOneドライバも使えるようにリセット信号をGPIO-17に繋げるように基板を作っていました。

ちなみに「Digi+ PRO」と「DigiOne」のドライバソースは統合されていて完全に同一で、DigiOne側のデバイスツリーにリセット信号が追加されたのが唯一の差です。

hifiberry-digi-pro-overlay.dts

allo-digione-overlay.dts

 

 

ということで、クロック選択部とリセット回路を修正してDigiOneドライバを指定すると同軸のSPDIFで音が出るようになりました。光コネクタを買うのを忘れてたので実装してませんが、ピンアサインをミスってたのでそのままでは付きません。

Fox05
  < LRCKに同期させたSPDIF信号波形 >

 

とりあえずホッとしたところです。肝心のHDMI-I2S出力の確認の方は。。。

 

 

 

 

 

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コメント

クロックの立ち上がり時間が悪さするんですね。
でもクロックは安定して精度高そうで iis-HDMIの音が待ち遠しいです。

mike さん

そうなんです。GPIOでクロック選択するよりも先にI2CでWM8804にアクセスするというタイミング問題をドライバソースから追えませんでした。

この基板がマスターになり、ラズパイをスレーブにできるため、ジッタは水晶精度で送り出すことが出来ると思います。

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