SRC4137をDAIだけで動くようにしてみよう！ 2020.4.7
SRC4137はDAIにDIX9211を使用し、ASRC（非同期サンプリングコンバータ）にAK4137を用いた、
DDC（ディジタルディジタルコンバータ）であり、PCM信号をDSDへ、またその逆にも変換できると同時に
サンプリング周波数も変更できる非常に多機能な基板です。
でも用途によってはDAIのみだけでよくASRCまでは不要と言う場合もあります。
そのときはわざわざSRC4137基板を用いなくても、DAI機能だけがあるその他の基板を用いればいいのですが、
DAI単体機能の基板ではLCDを設置できるものがありません。
LCDでDAIで選択している機器名を任意に編集して表示できるようにすれば、ケースに組み込んだときも操作が
しやすくなるかもしれません。というのも、いままではSPDIF入力のときは、単純にSPDIF0とかSPDIF１などと表示して
いましたが、これが、CDP-XXXX とか HDMI INPUT とか実際に接続している機器名が表示できれば
わかりやすくなります。
そこで、SRC4137基板をつかって、DAI単体を動かしてLCDに任意に表示できるようなソフトを作ってやろうというのが
今回の取り組みです。これができれば、DAIを取り付けていない、DAC4499と２WAY化したDIV5142基板に搭載しようかと思っています。
完成したら、これにDAIとして搭載予定です。
部品を準備
SRC4137の基板はありますが、手元のDIX9211の予備が少ないこともあるので、
部品箱を探して評価用に変換基板に取り付けたものを探すことに。
そこから、DIX9211を含めて必要な部品を再利用です。
QFPのICをとりはずすのも、だいぶ慣れてきました。
DIX9211の評価時につかった変換基板をばらして部品を再利用です。
これだけ再利用できます。
基板の再組み立て
新しい基板を用意して、DAIを動かすのに必要な部品だけを搭載です。
AK4137を搭載しないとなると、それに付随する発振器や分周回路が不要になるので
必要な部品はとても少なくて済みます。
必要な部品を搭載しました。かなり少ないです。
黄色線の内側のみが実装エリアです。
ソフトを書いていきましょう
今回はDIX9211ではメインの出力ポートはダイレクトにAK4137に接続されているので、そのまま出力端子
として取り出すことはできません。そのため、SRC4137では入力可能なPCMコネクタが３つありますが、
入力は２個として、1個は出力コネクタに変更します。
入力はPCMが２個で、SPDIFが4個（同軸２、ディジタル２）になります。
PCM（DSD)の入出力こういう形になります。
DAI自体の制御ソフトはいままでに書いているのですが、表示する文字の編集ソフトがすこし時間がかかりそうです。
基本部分は完成 2020.4.10
なんとか、一気に基本部分を書き上げました。まだまだバグはありますが週末にかけて修正していきましょう。
2004のLCDをとりつけ状態です。上２行がタイトルで、３行目が入力、４行目が周波数表示です。
周波数は入力がないのでレンジオーバの表示になっています。
一行目のタイトルを変更している様子です。
160２のLCDも対応です。この場合はタイトル表示はありません。
入力表示を編集してみました。
タクトスイッチをつかって編集するのですが、キーの長押しでリピートはかけていますが、
キャラクター文字が２００ほどあるので、選択に結構時間がかかるときがあります。
キーの長押しのリピート速度はかなり速くしたほうが良さそうです。
BCK周波数表示対応 2020.4.11
入力信号の周波数を得る場合、DIX9211のあるレジスターを読み込めばLRクロックの周波数を知ることができます。
LRクロックですから、いわゆるPCM信号時のサンプリング周波数になります。
PCM信号のクロック周波数はDIX9211のレジスタから知ることができます。
それに大して、DSD信号の場合のクロック周波数を知ろうとした場合は、BCKの周波数を測定する必要があります。
これについては、残念ながらDIX9211にはその機能はありません。そもそも、DIX9211はDSD信号を主体に扱うようには
疲れていません。ただし、DIX9211は単なるスイッチの役割だけなのでDSD信号の切り替えはできます。
BCK信号の周波数を知るためには、PICで計測させることにします。
DIX9211からのBCKの出力をPICのCLK計測用の端子に接続です。基板の一部にジャンパーを飛ばします。
勿論。このジャンパーはBCKの信号を計測する場合にのみ必要なので、とくに周波数の表示も不要な場合は必要ありません。
BCK信号を計測するために飛ばしたジャンパー線です。
PICの周波数計測の誤差は実測で１％くらいでる可能もあるので、そのまま周波数を表示することはせず、
近似する既定の周波数に変換して表示させることにしました。モード設定で、測定した生データを表示させても
面白いかもしれませんね。
BCKの周波数の信号を表示できるようにしました。
ほぼ完成！ 2020.4.13
ソフトもほぼバグも取れたようです。ここいらで、すこし機能の整理です。
１）入出力
入力は６個
SPDIF0（RX0) ・・・ 同軸入力用（７５Ω終端）
SPDIF1（RX1)・・・ 同軸入力用（７５Ω終端）
SPDIF2（RX2)・・・・ ディジタル入力用（3.3Vロジック、光受信モジュールなど）
SPDIF3（RX３)・・・・ ディジタル入力用（3.3Vロジック、光受信モジュールなど）
PCM0 ・・・・・・・ PCM/DSD入力（10pコネクタ）
PCM1 ・・・・・・・ PCM/DSD入力（10pコネクタ）
出力は1個（２個追加可能）
AUXOUT・・・・・・ １個 PCM/DSD入力（10pコネクタ）
MAINPORT・・・・ ２個（オプション。追加でロジックIC実装必要）（＊１）
(*1)SRC4137のPCM-OUT,DSD-OUTも使えるようにします（どちらも同じピン配置）
DAC4499を２枚接続する場合などに便利かもです。
出力コネクタを増設する場合の追加です。あまり使うこともないでしょう。
２）電源
５V単一電源です。必要な電流容量はLCDのバックライトを含めて100mA弱（実測）です。
３）操作
基板上の４つのタクトスイッチを用います。基板からの外出し用の基板端子もあります。
TERM+：設定項目の選択(次へ）
TERM-：設定項目の選択(次へ）
INC： パラメータの変更（＋１）
INC： パラメータの変更（-１）
４） 入力切替
操作にはSRC4137と同様に４つのスイッチを使いますが、
常用となるのは入力切替（INC、DEC)だけなので、ケースにはINCあるいはDECのどちらか１個だけ
スイッチをとりつけるだけでいいでしょう。
その他の設定は基板上のスイッチで済ませられます(勿論、ケースに組み込んでもOK）。
入力は６個ありますが、使用しない入力もあるので、使用する入力を選択できるようにしました。
これで、切り替え時には未接続な入力をスキップすることができます。
・表示内容（FRONT PAGE)
表示器にはLCDが必要で、1602（１６文字２行）あるいは2004（20文字×４行）のものが使用可能です。
（秋月のSC1602とSC2004では電源ピン、GNDピンの位置が異なるの注意が必要です）。
表示は使用するLCDにより情報量がことなります。２００４LCDを使用すれば、TITLE１、TITLE2を使用して
装置名等の表示が可能になります。TITLE3,4は６個の入力にあわせて表示します。接続している機器名を
表示することを想定しています。
TITLE4は周波数表示を想定しています。周波数の表示には８文字必要なので末尾の８文字を充当します。
周波数表示については有無を選択できます。
２００４LCDの場合
TITLE1： ２０文字。編集可。
TITLE2： ２０文字。編集可。
TITLE３： ６個の入力にあわせて表示（２０文字×６個）。編集可。
TITLE4： ６個の入力にあわせて表示（２０文字×６個）。編集可。周波数を表示する場合は末尾の８文字を充当。
１６０２LCD
TITLE３： ６個の入力にあわせて表示（16文字×６個）。編集可。
TITLE4： ６個の入力にあわせて表示（16文字×６個）。編集可。周波数を表示する場合は末尾の８文字を充当。
・表示に使えるキャラクター
これについてはLCD内蔵のROMを使います。下記の文字が使用可能です。
使用可能なキャラクター文字。
５）各種設定
ｉ）入力設定
６個の入力のそれぞれの使用有無ならびに、使用する場合の画面表示を設定します。
パラメータは下記の４つ
ＮＯＴ ＵＳＥ ・・・・ 使用しません。入力選択はスキップされます。
ＵＳＥ Ｔｉｔｌｅ Only ・・・・ 使用します。TITLE4には編集した文字のみ表示されます（周波数は表示しません）。
ＵＳＥ with LR-Frq ・・・・ 使用します。TITLE4の末尾４文字はFS周波数（44.1kHz、192kHz等）が表示されます。
ＵＳＥ with BC-Frq ・・・・ 使用します。TITLE4の末尾４文字はビットクロックの既定周波数（2.822MHz等）が表示されます。
ＵＳＥ with BC RAW ・・・・ 使用します。TITLE4の末尾４文字はビットクロックの測定値（2.822MHz等）が表示されます。
PICの内部クロックで計測しますが1%程度の誤差を含む可能がありますので、値の補正も可です。
入力設定画面
ii)フォーマット設定
SPDIF入力の場合に、出力するフォーマットを選択します。
パラメータは下記の４つ
I2S ・・・・・ PHILIPSとSONYによる提唱フォーマットです。これが現在では標準でしょう。
LEFT JUSTIFIED ・・・ 左詰めフォーマット
RIGHT-J 16Bit ・・・・ 右詰めフォーマット１６Bit
RIGHT-J 24Bit ・・・・ 右詰めフォーマット24Bit
フォーマット設定画面
iii) タイトル編集
TITLE１ → TITLE２ → TITLE３-0〜5 → TITLE4-0〜5 の順に編集します。
途中でやめても、内容は保存されています。
編集する文字をTERM-,TERM+で選択し、キャラクタ文字をINC、DECで設定します。
2004LCDの場合は選択する文字位置は”＾”で示されます。
1602LCDの場合は選択する文字位置はTITLE3の場合は入力にあわせて”０”〜”５”で示されます。そして
TITLE4の場合は入力にあわせて”A”〜”F”で示されます。
タイトル編集画面例（２００４の場合）
タイトル編集画面例（1602の場合）
iv)タイトル文字のコピー
TITLE3ならびにTITLE4は同じ文字を何度も入力する必要が生じることもあるので、
TITLE3-0ならびにTITLE4-0の内容を、それぞれTITLE3-1〜5、TITLE4-1〜5にコピーが可能です。
下記の画面が表示されたときにINCボタンを押せばコピーされます。取り消しはできません。
タイトル文字のコピー
v)ビットクロック測定値の補正入力
入力設定時にＵＳＥ with BC RAW を選択した場合に、ビットクロックの測定周波数が表示されますが、
PIC内蔵のクロック誤差が生じます。それを補正するための係数の設定です。この係数を乗じた周波数が
表示されます。設定範囲は0.97〜1.03の範囲で0.0001ステップで変更できます。
ビットクロック測定値の補正入力
vi)自動復帰の有無選択
キー操作が10秒以上なければ自動的にFRONT PAGEへの復帰の有無を設定します。
タイトル編集後に、FRONT PAGEまで戻るのが面倒な場合に、ONにすればいいでしょう。
設定パラメータ
OFF ・・ 自動復帰しません。
ON in 10sec ・・ キー操作が10秒なければ、自動的にFRONT PAGEに戻ります。
自動復帰の有無選択
vii)LCD選択
使用するLCDのタイプを選択します。デフォルトはSC1602になっています。SC2004を実装している場合は、
起動時にTERM-を押せばこの画面になりますので、最初にLCDの選択をすればいいでしょう。
設定パラメータ
SC1602（16*2)・・・ １６文字２行のLCD用に表示します。
SC2004（20*4)・・・ 20文字4行のLCD用に表示します。
LCD選択
５）初期化
操作キーを同時に２個以上押しながら電源を投入した場合に、設定パラメータは初期化されます。
組み込んでみよう！ 2020.4.14
ソフトが完成したので、当初予定の機器内に組み込んでいきましょう。
組み入れる機器の現状は
DIV5142(2WAY版）→DAC4499(4ch仕様）→DAC4499−IV(OPA)
になっているので、これに追加して
DIR(onSRC4137)→ DIV5142(2WAY版）→DAC4499(4ch仕様）→DAC4499−IV(OPA)
という構成にして、直接的にSPDIFの信号が入力できるようにします。
DAC4499は４ｃｈモードで動かしますが、特段設定を変更するところはないのでシンプルファンクションモードに設定します。
DAC4499の上にDIR（onSRC4137）を搭載します。
DAC4499はシンプルファンクションで4chモードなので、ジャンパーは
すべてとりはずした状態になっています。
基板ののせました。まずはLCDとしてSC1602をのせています。
タイトルを変更しましょう！
折角なので、動作時のタイトルを変更しましょう。あまりゴチャゴチャ表示しても見にくいので、
シンプルに描いてみました。特殊文字をつかえば、凝った表示にできるかもしれませんが、
まずはこれでいいでしょう。
これはデフォルトのタイトルになります。
変更したタイトルです。シンプルに３行目は空白にして、４行目に入力と周波数を表示させました。
さて、備忘録として資料をまとめておきましょう。
製作マニュアルを作成しました → DIRonSRC4137Manual.pdf
PICのラベルも作りました。
これでリリースできますが、DIX9211の在庫あったかな？
リリースしました！ 2020.4.15
アクセサリーのコーナに掲載しています。
DIRonSRC4137
基板(SRC4137v2）と主要部品（DIX9211、PIC、水晶、ﾁｯﾌﾟCR） ： ５５００円
オプション（74LVC245、ﾁｯﾌﾟR、（ﾁｯﾌﾟCは上記の余りを使ってください） ２００円
（つづく）