HiFiBerry DAC+ DSP

[EmuMannen]

Jag fick just ett mail från HiFiBerry där de annonserade deras nya HiFiBerry DAC+ DSP. Jag har kört en HiFiBerry DAC+ i flera år som hembyggd AirPlay DAC och jag kunde inte vara nöjdare med deras produkter. Att de nu lägger till en DSP skapar helt nya möjligheter. Det jag gillat med HiFiBerry är hur jag kan dra nytta av Linux och Open Source för att bygga i princip vad jag vill. Det skall bli kul att se vad folk kommer bygga av HiFiBerry DAC+ DSP

Features:

• Stereo analog output
• Stereo digital input and output (input up to 96kHz, output up to 192kHz)
• 300 MHz Digital Signal Process (can run up to 6144 instructions per sample)
• High quality asynchronous sample rate converter that can upsample/downsample/mix audio sources
• Onboard EEPROM allows to board to boot and run even without the Raspberry Pi

Pris: €64.90

[EmuMannen]

Är det någon som kodat något med dsptoolkit? Man blir ju bra sugen bara av att läsa README-filen på github. Sen har vi det här projektet för att skapa delningsfilter med dsptoolkit...

HiFiberry DSP
*************

Software for HiFiBerry boards equipped with DSP. This package can be
used to read/write data to HiFiBerry DSP boards using the Beocreate TCP
server.

Installation
============

Before installing the dsptoolkit, you need to have a working Python 3
installation (>=3.5) and a working pip.

You can then install the toolkit by just running

sudo pip3 install --upgrade hifiberrydsp

This will only install the software, but not activate the server.
Depending on your system, you might need to create a startup script
or a systemd unit file for this.

If you're using a Debian based system (e.g. Debian, Raspbian), there
is a script that does all the work for you. Just run the following
command:

bash <(curl https://raw.githubusercontent.com/hifib ... dsptoolkit)


sigmatcpserver
==============

This server runs in background and provides a TCP interface (port 8089)
to access DSP functions. It is compatible with SigmaStudio. That means
you can directly deploy DSP programs from SigmaStudio and change
parameters online.

The server automatically dumps the so-called parameter RAM to the file
system when it terminates. On startup, it checks for a parameter RAM
file and if it exists it writes it back to the parameter memory. This
ensures that parameters like volume controls, filter parameters, switch
settings will be automatically restored even if they are not saved in
the EEPROM.

The server accepts the following command line parameters:

-v Verbose output.
--alsa Create an ALSA volume control that is synced with the volume
control of the running DSP program

Command line utility
====================

The dsptoolkit command is the main command line tool to communicate
with the DSP TCP server. The command line parameters are documented
in doc/dsptoolkit.md


REW integration
===============

The software can be used to push filters created by Room Equalisation
Wizard (REW) to the DSP.
Have a look at the guide in /doc/rew-basics.md

DSP profile format
==================

DSP profiles can be generated directly in SigmaStudio. However, to
enable the full potential of DSP Profiles and allow DSPToolkit to
directly control the DSP program, you need to add some additional
metadata to the XML file.
The process to create a DSP profile is documented in /doc/dspprofiles.md

[EmuMannen]

Texten på deras hemsida skiljer något från texten i brevet de skickade ut till mig. Brevet är mer riktat till utvecklare så jag citerar brevtexten här för er som inte är med på deras mailinglista:

We are proud to announce a new member of our DAC+ family: the DAC+ DSP.
Based on our proven DAC+ performance, this new board differs in two key ways:

It adds a digital input and output and can run standalone (without the Raspberry Pi running)
It features a powerful Digital Signal Processor (DSP) that you might know already from the Beocreate 4 channel amplifier.

By adding a DSP to our DAC+, this new board offers additional flexibility for customers who wish to maximize their system potential, but will still offer the DAC+ sound quality.

For some audio purists, DSPs are dismissed out of concern that digital manipulation reduces the sound quality by changing the audio data. However, this isn't the case. By making adjustments 'upstream' at the time and place of conversion, the most pure signal possible can be achieved to squeeze out every bit of performance out of the rest of your system

Does the DAC+ really need a DSP?

For audio purists, DSPs are sometimes seen as additional components that reduces the sound quality by changing the audio data. This isn't really true. A DSP can do exactly what you want it to do. A DSP isn't just a tool to implement equalisers. It can do a lot of audio processing that can be used to improve the audio performance of your sound system.

While the Raspberry Pi itself is quite powerful and they could already handle a lot of audio processing, there are some things that a separate DSP can handle better:

It runs independently of your main processor. Even if the main CPU is completely utilised, the DSP will just do its job without interruptions
It can offer additional inputs and outputs. Audio interfaces on many systems are quite limited. E.g. there is no digital audio input on the Raspberry Pi. A DSP can provide these interfaces.
DSP design tools make it easier to program specific effects and filters without the need to learn programming.
While tools like SigmaStudio has a somewhat steep learning curve, simple filters can be applied without the need to learn programming the DSP.

What can this board do that the other DAC+ can't?

As the DSP on the DAC+ DSP board can be programmed by the user, the possibilities are endless. Here are just a few ideas of what you could do (some of it requires designing your own DSP profile)

Use it as a standalone DAC
If you have a CD player, computer, Chromecast audio or any other device with an optical output, you can directly connect it to the DAC+ DSP. Even if the Raspberry Pi isn't running, the DAC+ DSP will just work (it only needs a power supply)
Room equalisation
The acoustics quality of living rooms is rarely perfect. Even with the best available electronics and speakers, the room will always impact the sound quality. With room equalisation tools, you can measure the performance of your system in your listening room and optimize it.
Upsampling/downsampling/resampling
The DSP handles different sample rates on the fly. It can convert these internally to the sample rate that offers the best sound (you decide what works best for you).
As high-quality resampling is quite resource intense, resampling on the Raspberry Pi doesn't always work well, especially with higher sample rates as 192kHz. Using this feature on the DSP enables you to convert sample rates without any load on the Raspberry Pi's CPU.
Connect external I2S DACs
The eDAC output is more flexible than the I2S output on the DAC+ Pro and Digi+ Pro. That means you can practically connect any I2S DAC.
Note that this requires a full understanding of the I2S format that your external I2S DAC expects. Also we only recommend this to users than can debug potential problems with an oscilloscope and the required data sheets. You also need to use SigmaStudio to create your own DSP profile.
Change DSP parameters from the Raspberry Pi
With standalone DSPs you usually create a fixed setting. With the integration of the Raspberry Pi, you can change settings of the DSP by your own program. You want to reduce the dynamic range during nighttime? You want to use different room equalisation settings for different listening positions? You can do all this!
It is fully programmable
We don't limit access to the DSP. While you can use some tools provided by us, you're not limited to these. You have an idea to implement a FIR filter on the DSP - go on! You want to create a dynamic loudness control - feel free to do so. We're looking forward to your ideas.

[Tangband]

Jag tror dsp kan vara bra och gör verklig nytta vid aktiva delningsfilter. Rumskorrigering däremot är jag ( efter en hel del erfarenhet av olika program, senast Linns space hos en god vän ) skeptisk till eftersom det alltid försämrar på något sätt.

Rasberry grejorna verkar prisvärda

[Cortado]

Jag tror dsp kan vara bra och gör verklig nytta vid aktiva delningsfilter. Rumskorrigering däremot är jag ( efter en hel del erfarenhet av olika program, senast Linns space hos en god vän ) skeptisk till eftersom det alltid försämrar på något sätt.

Rasberry grejorna verkar prisvärda

Nackdelen är att den har 2 utgångar. Så det går inte göra delning, men än en tvåvägare per kort. Väl?

[niclas_f]

Tack för inlägget EmuMannen. Nu har jag beställt ett kort

[EmuMannen]

Nackdelen är att den har 2 utgångar. Så det går inte göra delning, men än en tvåvägare per kort. Väl?

Två kort för en trevägare eller passiv delning för diskanten. Med det priset ser jag bara möjligheter!

[Cortado]

Nackdelen är att den har 2 utgångar. Så det går inte göra delning, men än en tvåvägare per kort. Väl?

Två kort för en trevägare eller passiv delning för diskanten. Med det priset ser jag bara möjligheter!

Billigare med en MiniDSP som är fyrkanalig än två sånadär kort.. just sayin'..

[EmuMannen]

Jag fick lite nya idéer till förförstärkare. Skivspelaren är central för mig och AirPlay använder vi för streaming. CD-spelare är också trevligt. Jag klarar mig idag med dessa tre källor. Problemet är nivån på källorna. RIAA-slutsteget skiljer en hel del från CD-spelaren och min DAC som jag använder för AirPlay (byggd runt en HiFiBerry DAC+) har variabel nivå eftersom volymen kan fjärrstyras via AirPlay protokollet.

Idag kör jag alla källor analogt in men HiFiBerry DAC+ DSP skulle kunna erbjuda ett alternativ till traditionellt försteg. I stället skulle jag kunna koppla skivspelaren till analog in, CD till digital in och streama AirPlay via I2S från en Raspberry Nano (vi får se hur DSPn kan användas för att avlasta Pajens CPU). Jag skulle kunna använda ett antal öppna gränssnitt (Linux, Alsa, HiFiBerry, dsptoolkit, REW med mera) för att processa samtliga källor. Till exempel anpassa nivån per källa för att normalisera volymkontrollen. Om jag implementerar en dynamisk loudnessfunktion så kan jag använda den med såväl skivspelare som CD och AirPlay osv. Detsamma gäller tonkontroller, EQ eller vad jag nu vill utveckla.

Jag skulle även kunna implementera ett interface för analoga kontroller för att byta källa, ändra volym etc. Samma kontroller skulle även kunna styras från mobiltelefonen eller en padda. Jag slipper även en hel del elektroniska problem om funktionen är implementerad i den digitala domänen även om det finns ett analogt interface mot analoga kontroller (USB ligger nära till hands eller RS232). Jag kan se sjukt många möjligheter!

[EmuMannen]

Nackdelen är att den har 2 utgångar. Så det går inte göra delning, men än en tvåvägare per kort. Väl?

Två kort för en trevägare eller passiv delning för diskanten. Med det priset ser jag bara möjligheter!

Billigare med en MiniDSP som är fyrkanalig än två sånadär kort.. just sayin'..

Så kan det vara men vi talar om hundralappar och miniDSP levererar bara 0.9 V, jag får lätt ut 2.0 V från min HiFiBerry DAC+. Sen bygger miniDSP på proprietära interface vilket innebär att du tvingas betala extra för vissa saker och att inte vem som helst kan utveckla vad som helst till den. Vi får se vad som dyker upp till HiFiBerry DAC+ DSP men med integration mot SigmaStudio och REW, öppna interface och dsptoolkit så finns möjligheten att mjukvara värt tiotusentals kronor kommer vara gratis tillgängligt framöver. Det skall också räknas in i budgeten. Nuf said!

[RogerGustavsson]

Intressant at HiFiBerry verkar ha lierat sig med Beo.

[EmuMannen]

Intressant at HiFiBerry verkar ha lierat sig med Beo.

Det var väl snarare B&O som kontaktade HiFiBerry för ett samarbete. B&Os F&U-avdelning verkade intresserade av Raspberry och hela det universum som skapats runt det. HiFiBerry har varit aktiva och tagit fram inte bara en solid produkt utan även drivrutiner och ett eget community som de sporrat att visa innovation. Så om B&O vill testa Crowd Sourcing för innovation och till exempel hitta sätt att fusionera ny teknik med deras gamla högtalare så var nog HiFiBerry en naturlig partner. Jag ser detta som en naturlig utveckling av open source och open hardwares plattforms som tar stöd i open communities. Precis som med internetbaserad teknik har alla som ger sig in i leken mycket att vinna och lite att förlora. Styrkan är att summan är större än delarna. Något som den gamla i industrin har svårt att förstå. Oavsett om det är telefoni eller HiFi...

PS. Jag hittade ett gammalt blogginlägg om samarbetet...

[EmuMannen]

När jag pratar om att använda en HiFiBerry DAC+ DSP som förförstärkare så tänker jag mig något i den här stilen för att koppla analoga kontroller till USB-portarna på en Raspberry som i sin tur styr HiFiBerry DAC+ DSP (via kod). Det kan vara volym, tonkontroller, val av källa eller vad som helst. Vill man inte bygga egna kontroller så finns det gott om färdiga med USB-interface att köpa på nätet.

[EmuMannen]

Nackdelen är att den har 2 utgångar. Så det går inte göra delning, men än en tvåvägare per kort. Väl?

Jag får väl krypa till korset och erkänna att detta är en stor nackdel. Jag har läst igenom kodexempel och jag skulle verkligen vilja bygga ett aktivt filter med denna teknik (sjukt smidigt och enkelt). Men begränsningen till två kanaler är inte bra. Även om jag skulle använda två kort så är jag orolig för hur dessa två skall kunna hållas i perfekt sync?

Som förförstärkare ser jag fortfarande möjligheter men som delningsfilter skulle jag vilja se en version med fyra kanaler eller fler...

[Hoffen]

Det här är intressant, dock så hade två analoga ingångar varit att förera, för mig, då jag använder en gammal padda för spotify in i stereon.
Å andra sidan har den hdmi ut...hmmm...

Jag har inte läst produktspecen, men med en inbyggd dsp, visst borde jag kunna göra både riaa korrigering och använda den som eq samtidigt, eller blir det för tung belastning?

Min gamla 3150 som agerar försteg har tyvärr trasigt riaa och skulle må bra av en ordentlig renovering. Sen sitter det en onkyo eq med i signalkedjan efter den. Det vore bra smutt att kunna ersätta två produkter med en enda, även om jag får bygga egna volymkontroller och ingångsväljare

[EmuMannen]

Det här är intressant, dock så hade två analoga ingångar varit att förera, för mig, då jag använder en gammal padda för spotify in i stereon.

Om det är en iPad kan du streama Spotify lossless via AirPlay till shairport-sync på en Raspberry som i sin tur kan skicka vidare via I2S till HiFiBerry. Det är så jag streamar Spotify till min DAC. Sjukt smidigt och det tar inte upp någon extra ingång. Funkar även med ljudet trådlöst från en Apple TV, iPhone, Mac osv.

[Hoffen]

De enda äpplen jag har i mitt hem är de som växer i trädgården, plattan är en gammal huawei mediapad s7.

[EmuMannen]

HiFiBerry DAC+ DSP har utgångar för digitalt och analog stereo. Jag undrar om man kan använda den digitala utgången för att skicka signalen vidare till den digitala ingången på en annan HiFiBerry DAC+ DSP (passthrough) och på samma gång lägga ett filter på den analoga utgången? Jag tycket att det borde gå och i så fall skulle det gå ganska smidigt att bygga delningsfilter till exempel (genom att använda två eller flera kort)...

[EmuMannen]

HiFiBerry DAC+ DSP har utgångar för digitalt och analog stereo. Jag undrar om man kan använda den digitala utgången för att skicka signalen vidare till den digitala ingången på en annan HiFiBerry DAC+ DSP (passthrough) och på samma gång lägga ett filter på den analoga utgången? Jag tycket att det borde gå och i så fall skulle det gå ganska smidigt att bygga delningsfilter till exempel (genom att använda två eller flera kort)...

Jag svarar på min egen fråga. I denna tråd finns svaret på hur man gör med Beocreate och eftersom de använder samma DSP för HiFiBerry DAC+ DSP så gissar jag att man kan göra på precis samma sätt. Dvs. använda Sigma Studio för att via fliken "Hardware Configuration" -> under-flik "IC1 - ADAU145x Register Controls" -> knappen (i högra övre hörnet) "S/PDIF TX" -> välja "from SPDIF receiver" (från fönstret "SPDIFTX INPUT"). Avsluta med "save, link compile download" proceduren och spara resultatet i EEPROM på DSP-kortet (take off boot jumper, write registers, power off, replace boot jumper and power on again). På så sätt verkar kortet aktivera ingången via TOSLINK så att den digitala utgången från ett kort kan skickas vidare till den digitala ingången på ett annat kort.

Sen återstår givetvis frågan hur man gör för att konfigurera det ena kortet att skicka en orörd signal till "digital out" och en filtrerad signal till "analog out". Men jag gissar att man borde kunna använda en splitter (det finns ett gäng att välja på i Sigma Studio) för att sedan skicka den ena signalen vidare till "digital out". Den andra borde det gå att lägga ytterligare filter på innan den skickas vidare till "analog out".

[niclas_f]

Är det någon som har kört Hifiberry DAC+ DSP med en RPI Zero W?

Jag har installerat och fått igång den, men jag tycker att den är så långsam att t.ex. ändra volym, pausa, hoppa i låtar etc.
Är det någon konfigurering jag missat?
Top visar att CPU-lasten är väldigt låg.

Kör raspbian (9.4), shairport (1.1.1-23-gd65b8e8), HiFiBerry-dsp (commit 416f901f5d4c023bb18b57bf48fc2c46daac913f)

[EmuMannen]

Är det någon som har kört Hifiberry DAC+ DSP med en RPI Zero W?

Nej men jag har kört Hifiberry DAC+ på en RPI 2B ett bra tag och den har aldrig varit långsam att ändra volym, pausa, hoppa i låtar etc. (utöver det lag som kan bli i AirPlay på grund av synkning och buffring).

Kör raspbian (9.4), shairport (1.1.1-23-gd65b8e8), HiFiBerry-dsp (commit 416f901f5d4c023bb18b57bf48fc2c46daac913f)

Vad kör du förutom raspbian och shairport? MPD, ALSA, PulseAudio etc? Hur är du ansluten till nätverket, Wi-Fi eller LAN? Kör du med eller utan grafisk desktop? Kör du något via ett webgränssnitt (exempelvis Volumio, RuneAudio, Moode etc.)?

[niclas_f]

Själva lagget är ca 1,5 - 2 sekunder. Det är mycket längre än om jag kör ATV2 <-> Fiio D3 <-> Amp.

Jag använder bara ALSA. Inget lager ovanpå Alsa som MPD eller PulseAudio.

Jag kör Wifi eftersom det inte finns något ethernet på RPI Zero W
Den grafiska desktopen har jag disablat (hoppas jag) genom att lägga till "/usr/bin/tvservice -o" i /etc/rc.local
samt
$> sudo systemctl set-default multi-user.target


Får felsöka lite med ikväll om jag hinner.

Kan ju prova att ändra en parameter som heter BUFFER_FILL i /etc/default/shairport

[EmuMannen]

Jag kör inte raspbian eftersom den är rätt bloated. Jag har kört minimal Debian men bytte så småningom till Arch Linux (för ARM). Lite mer omständligt att installera men Arch har bra dokumentation och du har verkligen kontroll över allt. Så en minimal installation av Arch + ALSA + ShairPort-sync kan kanske snabba upp svarstiderna. Själv kör jag via Ethernet eftersom jag aldrig fick Wi-Fi att gå helt stabilt med USB-dongle. Jag har ett visst lagg när jag startar video från min Apple TV4k (eftersom ljudet måste synkas med bilden och det tar någon sekund). Men annars tycker jag att det går blixtsnabbt att ändra volym till exempel. Hoppas du kan lösa problemet.

[niclas_f]

Nu fungerar det bättre.

Bytte från shairport till shairport-sync. Den senare verkar vara nyare.
Lagget vid volymändring är nu minimal. Start och stopp av strömmar tar någon knapp sekund. Det är inget som på något sätt är värre än på en vanlig apple-produkt.

Hur ser din shairport-sync.conf ut?

Så här ser min ut,

Kod: Markera allt

// Sample Configuration File for Shairport Sync
// Commented out settings are generally the defaults, except where noted.

// General Settings
general =
{
  name = "rpiDSP";
  output_backend = "alsa";
  mdns_backend = "avahi";
  ignore_volume_control = "no";
};

// Advanced parameters for controlling how Shairport Sync runs a play session
sessioncontrol =
{
};

// Back End Settings

// These are parameters for the "alsa" audio back end.
alsa =
{
  output_device = "hw:1";
  mixer_control_name = "DSPVolume";
  output_rate = 176400;
};

// Parameters for the "sndio" audio back end. All are optional.
sndio =
{
};

// Parameters for the "pa" PulseAudio  backend.
pa =
{
};

// Parameters for the "pipe" audio back end, a back end that directs raw CD-style audio output to a pipe. No interpolation is done.
pipe =
{
};


dsp =
{
};

// How to deal with metadata, including artwork
metadata =
{
};

// Diagnostic settings. These are for diagnostic and debugging only. Normally you sould leave them commented out
diagnostics =
{
};

Jag kör förresten raspbian strech lite, där det mesta relaterat till en desktop-installation är borta. Jag använder ändå Rpi:n som en headless-installation med SSH-access.

[EmuMannen]

Nu fungerar det bättre.

Toppen!

Bytte från shairport till shairport-sync. Den senare verkar vara nyare.

Mycket nyare och bättre på många sätt.

Hur ser din shairport-sync.conf ut?

Allt default typ förutom:
allow_session_interruption = "yes";

[EmuMannen]

Bytte från shairport till shairport-sync. Den senare verkar vara nyare.

Det som var revolutionerande med shairport var att Jaimes Laird hackade en AirPort och publicerade Apples privata nyckel (Laird’s girlfriend moved and was having issues getting her music to stream properly, so he popped open her Airport Express, “dumped the ROM,” and reverse-engineered the keys) och det faktum att det faktiskt fungerade. Men i formen av ett Perl-hack var det väl aldrig frågan om någon högkvalitativ prestandalösning direkt. Sedan dess har Mike Brady gjort ett kanonjobb med shairport-sync. Från början var det "bara" en ny implementation av shairport med ambition att stödja multi-room. Med tiden har det dock blivit så mycket mer. Dessutom har Mike successivt dokumenterat mer och mer av både tekniken bakom men framförallt alla optioner. Jag rekommenderar varmt att läsa igenom bakgrunden till shairport-sync samt dokumentationen (och man pages) så du vet vad du kan skruva på. Det mesta funkar dock bra out-of-the-box med default-inställningar. Det finns dock lite specifika RPI-inställningar som kan vara bra att känna till om man kör på RPI (läs framförallt om Wi-Fi och power save när du kör Wi-Fi). Kolla även shairport-sync-metadata-reader om du vill integrera mot en lite skärm eller dylikt...

[Perran]

Verkligen positivt och användbart att HiFiBerry tar fram dessa kompetenta och prisvärda produkter !
Drivande för hela HiFi-branschen, de svettas i sina finrum !

Så länge som det finns en marknad för HiFiBerry så går utveckling framåt med hög hastighet (cashflow).
Den nya "DAC plus DSP" blir helt säkert en superhit, med väldigt stora möjligheter.
Det kommer inte att dröja länge innan det finns ett antal bra Open Source applikationer, konfigurerbara.

Jag har dock endast använt DAC+ och DIGI+, mycket bra produkter.
Tack HiFiBerry för att ni driver utvecklingen framåt i rätt riktning !

[niclas_f]

Allt default typ förutom:
allow_session_interruption = "yes";

Men får du verkligen ut den högsta möjliga upplösningen från HifiBerry-kortet då?
default output bitrate är ju 16 bitar och med samplingsfrekvensen 44100Hz

Jag har satt den på 24bitar och 176400 eftersom dac+ dsp klarar 24bit/196kHz.

Kod: Markera allt

alsa =
{
   output_device = "hw:1";
   mixer_control_name = "DSPVolume";
   output_rate = 176400;
   output_format = "S24";
   use_mmap_if_available = "yes";
};

Eller har du några speciella inställningar i /etc/asound.conf som gör att alsa ger en högre upplösning?

[dewpo]

Om du resamplar från 44100 => 176400 så rekommenderar jag att du också tar en titt på kvalitets inställningarna för omsamplingar. Standard inställningarna för omsamplingar brukar vara de minst resurskrävande, Jag skulle ändra till de mest kvalitativa inställningarna istället, Det borde den orkamed enkelt

[niclas_f]

HifiBerry DAC+ DSP klarar 24bit/192kHz som mest som input och därför tänker jag att det är lämpligt att ligga där om det går.

shairport-sync har följande möjligheter, 8, 16, 24 eller 32 bitar. 44,1kHz i multipler av 2 upp till 352,8kHz. Det går inte välja någon annan outputfrekvens annat än dessa.

Eftersom det är multipler så går det inte att välja 192kHz utan närmsta värde är 176,4kHz, vilket är 44,1kHz x 4.

Men jag behöver nog läsa på lite om hur det fungerar med airplay. Om man strömmar en låt som har upplösningen 24bitar/192kHz, hur skickas den då till DAC:en? Omsamplas den någonstans och i så fall var?