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Raspberry Pi用DACが使えるUSBオーディオIFを作る

 

Raspberry Pi用のDACボードをUSBで使えるようにするボードを設計しました。これは数多く世にリリースされているRaspberry Pi用のDACボードをUSBオーディオバイスとして使用できるようにするボードです。

 設計の経緯

12年ほど前に購入したPCIバス用オーディオIFカードを未だに愛用しています。一方、近年PCIバスがレガシーバスと位置付けられ、最近のPC用マザーボードからはPCIバスのない機種が増えてきました。現世代では選択肢は限られるものの、PCIバスを搭載したマザーボードは存在しますが、これ以降の世代ではこのオーディオIFカードを使用し続けることが難しいのではないかという事からでした。

また、長く使えるようにするため、インターフェースはUSB、DACとの接続をRaspberry PiのGPIO互換とする事で世に出ているたくさんのDACボードで遊べるようにしました。

特徴
  • Raspberry Piと互換性のある形状のため、Raspberry Pi用のケースを使う事が出来ます。
  • DACボードに電源供給もできるため、Raspberry Piから電源供給が必要なDACボードも使用できます。(+3.3Vはシリーズレギュレータ電源のため、オーディオ用途に適します。)
  • Raspberry Piでは供給されないMCLK信号も出力します
  • 各クロックはオーディオ専用DAIチップから供給されるため、Raspberry PiのSoC内蔵PLL由来の周期ジッタの心配がありません
  • 電源の逆流防止回路を搭載しているため、Raspberry Pi本体にも電源供給を行うタイプのDACボードでも使用できます。また、お手持ちの高品質電源をそのまま使用できます。
  • USBからのVbus電源の補助として+5V電源を外部入力できます。
仕様
  • 使用チップ:PCM2706
  • サンプルレート:32k, 44.1k, 48k 16bit (PCM2706の仕様に準拠)
  • 出力フォーマット:I2S(64fs)
  • MCLKクロック:256fs(GPIO4, Pin7から出力)
  • 電源出力:+3.3V, +5V
  • DACインターフェース:Raspberry Pi GPIO互換配置

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その他

回路図は以下のURLで公開しています。

GitHub - fcnt/USB-I2S_IF_board_for_RPi_DACs: USB-I2S_IF_board_for_RPi_DACs

将来的にはハイレゾDSD対応版も作ろうと思います。