ADAU1701(2) DSP 보드 준비와 Throw 실험

 

 

 

 

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ADAU1701 보드 준비 - Throw 실험

이번 글에서는 ADAU1701의 보드를 처음에 어떻게 설치해서 사용해야 하는지 설명하겠습니다. 

그리고 마음 급하신 분들을 위해서 입력 신호를 출력으로 그냥 내보내는 Throw를 구현해 보겠습니다. 

좀 긴 내용입니다. 

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SigmaStudio 설치

앞선 글에서 설명한 것과 같이 AnalogDevice에서 SigmaStudio를 구해서 설치합니다. 모든 프로그램이 그렇지만 SigmaStudio도 내용을 알면 사용하기 편리합니다. 지긋지긋한 코딩의 양도 확 줄어들고, 실제 DSP를 동작하고 조정하는 것도 가능합니다. 이를 위해서라도 USBi는 무조건 필요합니다. 

설치가 하고 실행하면 아래와 같은 프로그램이 보입니다. 이제 시작입니다.  

 

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보드 준비

보드와 USBi를 먼저 연결하고 과감하게 노트북에 USB를 연결합니다. USBi를 잘못 연결하면 다시 사야 되니까 조심하세요.  제 보드에는 검은색 선이 아래쪽(10번 핀)으로 되어 있네요. 다른 보드는 가끔 방향이 거꾸로 된 경우도 있습니다. 

PC의 장치관리자에서 USBi가 보여야 합니다. 이게 안 보이면 큰일이죠. 이때는 SigmaStudio를 설치하시고 c:\..\AnalogDevices\SigmaStudio 4.6\Setup이나 USB drivers의 내용을 이용해서 드라이버를 설치하시면 됩니다. 

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SigmaStudio에서 프로젝트 생성

• SigamStudio는 프로젝트 단위로 DSP를 구현하게 됩니다. 프로그램에서 File->New Project를 실행하면 갑자기 프로그램 왼쪽의 Tree ToolBox에 SigmaStudio에서 취급 가능한 DSP, 코덱, 주변 장치들이 보이게 됩니다.
• 이상태에서 먼저 File->Save로 적당한 이름으로 프로젝트를 기록합니다. 먼저 하시는 게 좋습니다. 이 프로젝의 특성을 고려해서 ..\ADAU1701\Throw\Throw.dspproj로 기록했습니다.

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Hardware Configuration

• 프로젝트에서 제일 먼저 할 일은 Tree ToolBox에서 사용될 장비를 끌어다가 Hardware Configuration 화면에 배치하는 것입니다.
• 이 화면은 어떤 DSP를 주변 소자와 어떻게 사용할지 결정합니다. 이때 중심이 되는 것은 DSP가 아니고 USBi입니다.
• 먼저 아래 그림과 같이 부품을 배치합니다. 이때 USB가 USBi를 의미하며 색상이 적색이면 SigmaStudio와 USBi가 연결되지 않았다는 뜻입니다. 잘 연결해서 이 부분을 녹색이 되게 해야 합니다.
• 위의 글처럼 장치 관리자에서 USBi가 보이면 SigmaStudio에서도 잘 연결된 상태로 보입니다.
• ADAU1701과 E2Prom을 배치합니다. ADAU1701은 우리가 사용할 DSP이름이고, 처음에는 E2Prom을 사용하지 않아도 되지만 나중에는 이걸 어차피 활용해야 하기 때문에 여기서 설명하겠습니다.
• ADAU1701은 기록 능력이 없습니다. 그래서 DSP가 동작하는 방식은 E2Prom에 기록해서 사용합니다. 특별한 경우가 아니고서는  ADAU1701가 부팅할 때 연결되어 있는 E2Prom의 내용을 읽어와 초기화합니다.
• 각 부품에 보면 마름모 꼴의 연결 포트(port)가 보입니다. 이 포트에 마우스를 이동한 다음에 클릭하면서 원하는 다른 포트로 연결하면 두 장치가 연결됩니다. 포트의 종류도 여러 가지가 있어서 서로 맞지 않는 포트면 연결 자체가 안 됩니다.
• 이 포트 연결 기능은 SigmaStudio가 쉽게 DSP를 구현하게 해주는 막강한 기능입니다. 포트의 연결은 부품 간 통신 연결이자 오디오 신호의 흐름을 만드는 방법입니다.

• 아래 그림과 같이 연결합니다. 그러면 USBi에 I2C라는 것이 두 개 보입니다. USBi가 두 부품을 I2C로 연결하고, 통신하는 주소를 보여주고 있습니다. 
• 이 내용은 USBi가 두 부품을 인식하고 제어할 준비가 되었다는 것입니다. 참으로 편리합니다.
• 연결선을 삭제하고 싶으면 선 위에 마우스를 올려놓고 삭제(Delete) 키보드를 누르면 끝입니다.
• 부품을 마우스로 선택하고 이동하면, 연결선도 자동으로 변경됩니다. 참으로 편리합니다. 이 기능을 직접 C#으로 구현해 봤는데 고려해야 할 내용이 많아서 고생한 적이 있습니다. 

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Schematic

• 화면의  Hardware Configuration 옆에 보면 Schematic이 생성되어 있을 것입니다.
•  Schematic은 DSP에 신호 흐름을 그리는 곳입니다.

• 이곳을 클릭해서 진입합니다. 그러면 아무것도 안 보이지만 Tree ToolBox의 모습이 변합니다.  
• 이곳에서 원한 DSP 기능을 찾아서 Schematic에 배치하고 포트를 연결하는 작업이 SigmaStudio에서 DSP를 구현하는 전부입니다.
• Tree ToolBox의 DSP 기능은 사용하는 DSP에 따라서 조금씩 다릅니다. 이는 AnalogDevice의 Sigma-DSP의 종류에 따라 결정됩니다. 

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입출력 포트의 설정 

• Schematic에서 가장 먼저 해야 할 일은 DSP이 입출력 포트를 설정하는 일입니다.
• ADAU1701에도 입출력 특성을 사용자가 조정할 수 있으나, 편리하게 사용하기 위해서 별도의 외부 코덱을 사용하지 않고 ADAU1701에 포함된 코덱을 사용하겠습니다.   
• Tree ToolBox에서 아래 그림과 같이 Input과 Output을 선택해서 화면에 배치합니다.
• Input은 하나만 선택이 가능하고 Output은 DSP에 따라 선택할 수 있는 숫자와 종류가 다릅니다. ADAU1701은 4개의 DAC로 출력을 설정할 수 있습니다.

 

• 입출력 포트를 배치한 예입니다. 원하는 데로 배치하면 됩니다. 그리고 원하는 위치로 이동도 가능합니다. 이때 입력 포트에는 두 개 마 활성 표시가 되어 있습니다. ADAu1701에 기본 입력이 2개이기 때문입니다. 

• 일단 간단한 Throw 실험을 위해 DAC2와 DAC3는 삭제하고 입출력 포트를 직접 연결합니다. 그러면 회로 작업은 끝입니다. 

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ADAU1701 내부 설정 보기

• ADAU1701의 입출력 설정을 확인해 보겠습니다.
• 화면의 Hardware Configuration을 선택하고 아래에서 IC1 - 170x\140x Register Control을 선택하면 복잡한 화면이 보입니다.
• 이 화면이 ADAU1701의 기능을 설정하는 중요한 화면입니다. 뮈 굳이 지금은 건들 이유는 없고 단지 입력과 출력 내용을 한번 보기 위해서 사용합니다. 
• 아래 그림의 위쪽에 보면 Real All 버튼이 있습니다. 이 버튼이 현재 ADAU1701의 설정 상태를 읽어와서 화면에 표시하게 도와줍니다. 
• Audio ADCs에 두 개의 입력이 있고 이것이 Schematic에서 보인 Input에 해당합니다. 
• Audio DACs에 네 개의 출력이 있습니다. 이것이 Schematic에서 보인  DAC 출력에 해당합니다.
• ADC와 DAC가 모두 DSP Core와 연결되어 있으며 DSP Core가 실제 신호처리 연산을 수행하는 곳입니다. 

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Compile

• 다시 Schematic으로 돌아갑니다.
• 현재 프로젝트라면 굳이 돌아갈 필요는 없지만, 나중에는 오류를 보기 위해서 Schematic에서 작업하는 것이 좋습니다.
• 컴파일은 Schematic의 내용을 분석해서 오류를 찾거나, DSP에 신호처리를 수행하는 코드를 만들고, DSP에 이를 복사하는 역할을 수행합니다. 
• 컴파일러는 크게 세 개의 버튼에 의해 수행됩니다. 

• 첫 번째 버튼인 Link Project는  Schematic의 내용이 적합한지 검사하는 기능으로 보시면 됩니다. 
• 그러면 아래 그림과 같이 DSP에 신호 흐름이 어떻게 연결되고 적합한지 보입니다. 이때 오류가 발생하면 Error/OUtput에 내용이 보입니다. 

• 창을 닫고 두 번째 버튼인 Link compile connect를 실행합니다. 
• 그러면 프로그램 아래 Capture 부분에 뭐라고 나옵니다. 그냥 무시하세요. 잘 되었단 뜻입니다.

• 마지막으로 세 번째 버튼인 Link Compile Project를 눌러서 DSP에 컴파일된 DSP 코드를 복사하면 됩니다. 
• 이번엔 아래 Capture 부분에 색이 변하면서 뭐라고 나옵니다. 잘 된 것입니다.

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실험

• 아래 보드에서 분홍색 오디오 커넥터가 입력 포트입니다. 여기에 입력 신호를 연결합니다. 
• 출력은 아래 부분의 오른쪽이 DAC0,1에 해당합니다. 여기에 스피커나 이어폰을 연결해서 들으면 됩니다.  
• 입력 신호가 그대로 출력되는데, 매우 깨끗하게 들립니다. 

 

매우 간단하게 구현이 가능합니다. 이게 AnalogDevice의 Sigma-DSP의 편리함입니다. 

다음에는 이퀄라이저를 구현해 보겠습니다.

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https://github.com/gigasound/ADAU1701.git  

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