Projet DAC+DSP 2x2/3/4 voies HQ - design PCB

[speedbad]

ha oui pardon j'étais sur mobile j'ai pas cliqué ^^

[razzortec]

FIR filter banks 4 banks of FIR filters - Up to 4096taps

Ca c'est marqué dans la doc du plugin ''miniDSP'', l'ADAU 1452, c'est 10000 taps à 48k

[maxidcx]

salut
ca avance

assez difficile l'intégration du DSP à gauche du dac, la surface est petite mais ca avance, disons à 80%, donc c'est le signe que ca devrait voir le jour

une petite copie d'écran de la partie DSP (gauche) et DAC (droite)


j'ai organisé le connecteur 40 points de telle sorte que les 20 de droite soit pour la carte DAC et les 20 de gauche pour le communication avec et inter DSP. En clair cela permet d'avoir un circuit sans DSP, uniquement DAC (plus court et moins cher) avec un connecteur 20points, et un circuit avec DSP+DAC qui nécessitera 40 points. Un circuit DAC-DSP peux alimenter 3 circuits DAC simple.

En terme de configuration possible:

A: 1DPS-DAC seul (2 canaux)
B: 1DSP-DAC+1DAC (4 canaux)
C: 1DSP-DAC+2DAC (6 canaux)
D: 1DSP-DAC+3DAC (8 canaux)
E: 1DSP-DAC+1DAC + 1DSP-DAC+1DAC (8 canaux, 2 fois plus de puissance)
F: 1DSP-DAC+1DAC + 1DSP-DAC+1DAC + 1DSP-DAC+1DAC (12 canaux)
G: 1DSP-DAC+1DAC + 1DSP-DAC+1DAC + 1DSP-DAC+1DAC + 1DSP-DAC+1DAC (16 canaux)

en tout cas toute la connectique et les possibilités de paramétrages prévues permettent d'envisager tout cela.
reste à vérifier que ca marche
il y a la possibilité de faire et d'intégrer une carte ADC, pour noël.
dans les version multi DSP (E,F,G) les entrée SPDIFs peuvent être utilisées pour un mode Multichanel HC et dans ce cas on peux utiliser des flus I2S pour de la com inter DSP et donc une gestion du basse management.

pour les version E F G il faudra préférer une carte socle en mettant les combo DSP-DAC+1DAC horizontalement. cette carte socle reste à définir.
il faudra aussi verifier la distribution d'horloge et envisager de remettre un distributeur 1 vers 3.
La version G avec 4 x ADAU1466 va être une tuerie
une pause s'impose !

[thierryvalk]

Salut maxidcx,

Apparemment tu reste en 2 couches, j'ai des doutes sur la faisabilité.
Attention que le DSP chauffe et demande d'être dissipé par le PCB. Il tourne à 300MHz, c'est pas rien et demande un découplage dans les règles sinon c'est risque de plantage.
Et un DSP qui plante, cela s'entend fort bien dans les enceintes.

[maxidcx]

Salut Thierry,
c'est exactement le point qui est le risque principale sur ce PCB et je m'attendais bien a ce que tu me le rappel à très juste titre.
concernant la faisabilité et donc la possibilité de passer toutes les pistes correctement et malgré tout d'avoir de bon découplage et un plan de masse correcte, bon ben à ce stade ca me semble encore faisable, j'utilise massivement le principe horizontale sur une couche et verticale sur l'autre qui permet de faire beaucoup de chose au prix de quelques via en plus. mais ce n'est pas terminé. bon de toute façon je continue avec un prototype on verra bien. Merci pour ton attention

[speedbad]

La F ou G pour se passer de PC c'est intéressant, en FIR par contre on se tape de la latence

[maxidcx]

oui, mais je dirais max 0,17 seconde (8000 tap par voies à 48khz). en HC il faut une soulte lipsync mais je ne sais pas comment ca marche.
du reste c'est le problème des boitier DRC standalone.

[speedbad]

Ok, les TV gèrent ça maintenant aussi (tant que le retard n'est pas énorme), c'est tentant de mettre un commutateur Spdif (pour TV 2.0/PC) et de faire tout le filtrage avec ta solution ^^, tu devrais mettre une estimation de prix devant chaque solution

edit : problème de bass management entre les canaux par contre, dans ce cas il faut un chaînage des ADAU et utiliser Sigma ?

[maxidcx]

Ok, les TV gèrent ça maintenant aussi (tant que le retard n'est pas énorme), c'est tentant de mettre un commutateur Spdif (pour TV 2.0/PC) et de faire tout le filtrage avec ta solution ^^, tu devrais mettre une estimation de prix devant chaque solution

edit : problème de bass management entre les canaux par contre, dans ce cas il faut un chaînage des ADAU et utiliser Sigma ?

Salut Speedbad
pour le cout de revient d'une carte DSP-DAC je n'ai pas encore fait le calcul mais grosso modo sur une base de 10 pieces
1 pcb double face 40x130mm + montage + 1 adau1462 + 1AK4493 + 4 OPA1612 + 1 LT302 + 1 LT 3080 + 1 24AA1025 + 1 ADM811 + 2 relais + 50 capa + 50 res
on va quand même tourner dans les 120€ (avec un quartz low phase noise)
du coup je m’aperçois qu’économiquement c'est pas top.
Le plus efficace serait une carte DSP DAC avec 2 DACs, ca fait réfléchir

pour le bass management en config multi dsp-dac sigmastudio serait effectivement utilisé pour faire une application de filtrage qui utiliserait des flux venant des autres DSP en I2S. Pas de difficulté particulière, juste ajouter quelques delais pour assurer les synchros.

sinon le PCB avance fort bien mais il me reste un pont dificile au niveau schéma concernant le master clock.
le premier problème c'est le choix de l'oscillateur. Crystek ou NDK ou oscillateur en composants discret sachant qu'il y a des commandes groupées régulièrement sur diyaudio pour des quartz de haute précision qui permettent de réaliser une solution ultra low phase noise...
le deuxieme problème c'est la distribution du clock en différentiel vers la/les autres cartes en minimisant le jitter additionnel. j'ai identifié quelques circuits chez IDT mais dans tous les cas le résultat en sortie du buffer devient franchement moins bon...

on va réfléchir

[800dr]

bonjour maxidcx,

très impressionnant ce projet, je suis le fil avec un grand intérêt. En tous cas , BRAVO et merci pour le partage

[speedbad]

Le plus efficace serait une carte DSP DAC avec 2 DACs, ca fait réfléchir

Je lorgne de plus en plus vers ça :
http://www.diyinhk.com/shop/audio-kits/ ... _spdif_out

ça règle pas mal de soucis/coûts (I2S 8CH => 8Ch) pour mon cas si je reste en filtrage PC.

[maxidcx]

effectivement, c'est pas mal, j'en ai une à la maison, la solution xmos multichanel est bonne et performante.
reste à alimenter 4 DACs en I2S, il faut un minimum de glue pour la distribution du mclk et s'assurer que le niveau des signaux LR/BCLK est correct en bout de chaine et idéalement ajouter une l'isolation type si866x assez nécessaire pour une source usb.

bonjour maxidcx,
très impressionnant ce projet, je suis le fil avec un grand intérêt. En tous cas , BRAVO et merci pour le partage

c'est avec plaisir et ca me permet de réfléchir à voix haute

[maxidcx]

Salut

ca fait un moment que je ne me suis pas exprimé sur l'avancé du projet... bon ben tout à changé

l'idée de faire des modules avec 1 DAC et 1 DSP optionnel était sympa, mais économiquement pas top.

du coup j'ai tout archivé et je suis repartis sur une solution différente : 1 carte avec 1 DSP et 2 DAC + un peu de glue
un connecteur au centre permet de stacker 2 cartes l'une au dessus de l'autre, les cartes étant à priori horizontale
donc 4 ou 8 voies (on pourra gérer des SUB avec les 2 canaux supplémentaires par rapport à un dcx ou dspiy)

la distribution de l'horloge à changé. il y a maintenant un oscillateur à quartz basé sur la note d'application du LT1016, mais qui sera vraissemblablement un AD8651. Le résultat avec des quartz Laptec de qualité devrait frôler les 135db/vHz donc mieux que les crystek et NDK. Mais le plus important c'est que l'horloge est au centre de la carte , donc au plus proche des 2 voire 4 dac et que la distribution se fait en single ended mais avec le signal GND en étoile vers le centre de la clock (et ensuite vers la masse analogique). De cette façon Zero jitter lié au bruit, car suppression du bruit , donc Zero bla bla

Bref, là ou il me reste du boulot c'est sur la décision de ce qu'il faut mettre autour du DSP et pour le entrées/sorties... il faut
-plusieurs entrées spdifs, avec possibilité de traiter 4 canaux sur 2 cartes (donc manque 2 receiver SPDIF)
-de quoi connecter un encodeur (2 bits) quelques boutons poussoirs, 1 LCD/oled, soit du 2.42" soit un rectangulaire genre le Newheaven du DSPiy.
-1 capteur IR avec possibilité de learning, une entrée Série (pour interface bluetooth par exemple, ou pour se raccorder au sorties RS232 des ampli HC et capter les valeurs du volume)
-de quoi charger un programme dans le DSP avec sigmaStudio, soit avec un port "usbi" soit directement un port Usb et une émulation de l'usbi
-un microcontroleur ou un fpga pour gérer ca
-possibilité de se raccorder simplement à un Raspy , éventuellement avec des Isolateurs
-possibilité de se raccorder simplement avec une carte USB (stéréo ou multichanel)

j'hésite entre
- 1 FPGA ICE40UP5K. il y a du code verilog dispo sur internet mais ca change du C++ techniquement on peux faire aussi bien qu'avec une microcontroleur, y compris la partie device USB.
- 1 atmega32u4 mode arduino/teensy, démarrage au quart de tour même par temps froid, possibilité de faire une device USB sur la base des codes source teensy ou LUFA.
- 1 cypress CY7C68053, base 8051 avec le stack Cypress USB qui permet de recréer une USBi et de faire tout ce qu'on veux avec les compilateur C SDCC ou Keil uVision4. c'est juste du 12 ans d'age...
-1 STM32F103 utilisé sur la blu-pill stmduino, pas évident de créer un device USB facilement, mais faut creuser
-1 LPC ? bof connais pas.

ca va peut être ressembler à un dspiy finalement

allez quelque screenshot pour montrer l'avancement concret:

le schéma du DAC, bon pas trop de nouveauté, on est piloté en I2C adresse réglable pour la carte supérieur inférieur, possibilité de choisir le flux I2S entre 2 canaux


le schéma du DSP, bof des signaux dans tous les sens et des capas de découplages à la pelle. une eeprm I2C pour le l'option selfboot.


le schéma des alim et de l'horloge. 3 LT3042 histoire de faire simple, on est pas a 10euros près et ca marchera du premier coup, aussi c'est le choix de JensH dans le RTX6001. le LT3080 pour le DSP. l'horloge autour du AD8561.


l'implantation actuelle (c'est fou ce qu'on peu mettre sur 4 couches ) à priori tous les composants serait sur une seule face


en haut à gauche un emplacement pour l'éventuel ICE40, en bas à gauche l'emplacement pour le microcontroleur genre atmega32u4, bien que le FPGA pourrait tout faire. C'est le truc qui manque, mais ca va sortir.

des idées ? merci! a+

[Kro]

Qu'as tu en tête pour la gestion du volume?

[Misu]

Salut maxidcx,
Déjà, super boulot ! Je ne peux pas beaucoup t'aider, mais juste te donner mon avis sur FPGA/µC.
Les FPGA, c'est super. Enfin moi j'adore, et le VHDL c'est pas très compliqué, et assez explicite (je connais pas trop le Verilog mais c'est assez proche). Pour tout ce qui est traitement du signal "temps réel", parallélisme etc, y'a pas mieux. Surtout que tu peux maîtriser au mieux les timings. Si tu veux utiliser un FPGA pour gérer les entrées SPDIFs, le volume etc c'est une super idée je trouve.
Mais prendre un FPGA pour faire le travail d'un µC c'est pour moi une énorme perte de temps. Afficher 2-3 trucs sur un écran en VHDL c'est pas compliqué, mais gérer une interface graphique complète, c'est une autre chose. Ça demande un certain niveau d'abstraction qui implique des couches et des couches de VHDL.
Moi j'opterai pour un petit FPGA pour la gestion des signaux audios, avec une interface style I2C ou SPI (SPI c'est plus simple à écrire en VHDL ) pour être commandé depuis un petit µC, qui lui s'occuperai de tout ce qui interface graphiques, boutons poussoirs, IR, USB etc.
Alors bien sur ça implique deux puces, et tout pourrait être fait par le FPGA. Mais ça découple aussi les potentielles problèmes que tu auras pendant le développement . Sachant que la synthèse VHDL c'est "long" et que le débugage c'est principalement par la simulation (qui peut être très pratique, mais pas toujours)
Il existe des puce avec FPGA et core ARM mais ça doit être vite une usine à gaz. De même, c'est possible d'implémenter un RISC sur un FPGA mais ça demande quand même un certain niveau en VHDL-Verilog. Ça doit se trouver en open-source, mais je doute que ce soit utilisable tel quel.
Enfin je sais qu'il excite le SystemC, qui permet de faire le lien entre C/C++ et VHDL. C'est peut-être une alternative intéressante pour toi mais je ne connais pas plus que ça, et je ne suis pas sur que ce soit parfaitement au point.
Voila mon avis
Louis