2010年6月13日 星期日

再談 digital stream 的方案

雖然目前很喜歡 Shigaclone 的聲音,但我對 digital stream 還是很有興趣。之前寫過一篇文章,稍微討論了目前的 digital stream solution。我始終覺得 HTPC (Home Theater Personal Computer) 是個吃力不討好的方案,或許有些人不以為然,但一般 PC 的問題在於,體積大、耗電兇、溫度高、內部的震動和雜訊來源太多,難以控制。許多人費盡心血,自製上百瓦輸出的 linear power,加上厚重的機箱,還要搭配特別的散熱方式,才能造就稍微理想的 HTPC。這就我何以認為吃力不討好的原因。

但 HTPC 卻也有很好的可能性,可以做出類似 Linn DS 系列的產品,只是要跳脫往常「夸父追日」式的 approach 而已(之前有網友說「夸父追日」太過刻薄,但我才疏學淺,想不到更好的辭彙。如果有更貼切的形容,請留言指教,我會考慮更換用辭)。前述一般 PC 有著體積大、耗電兇、溫度高的問題,但只要用 ARM 之類 embedded system 的平台來代替一般 Intel PC,就一口氣解決了這三個問題。Embedded system 好處是小巧、省電、不太需要額外的風扇,缺點是運算能力較慢,空間小。慢雖慢,現在的 embedded system 往往也有 GHz 以上的能力了,RAM 也有 128MB 甚至 256MB 以上,對於播放音樂(即使是有壓縮的 flac 或 mp3)綽綽有餘。而且 embedded system 開發板並不貴,功能卻相當強大。例如 BeagleBoard,小小一張板子,採用 TI OMAP3530 處理器,支援各種輸出入介面,甚至還有 I2S 輸出!重點是,BeagleBoard 只要 2W 5V 的供電,也就是說,最大只要 400mA 就夠了。做一個高品質的 5V / 400mA 穩壓再簡單不過,即使是 LM7805 之類的穩壓 IC 也有相當好的表現,難度與數百瓦的 HTPC 有天壤之別。區區 2W 的耗電,這個板子也不可能太熱,所以風扇等散熱措施自然通通不必了。而且這張板子非常小,7.6cm見方,加上電源,仍然可以裝在堅固緊實的小盒子裡。



要怎麼將 BeagleBoard 當作 digital stream 訊源,有幾個環節要考慮,我目前的構想分別如下:

1. 音樂來源。有兩個方法,一是像 Linn 一樣,把檔案放在網路硬碟上,BeagleBoard 透過網路抓取音樂內容。另一個方法是將音樂放在 SD 卡或 USB 隨身碟上,插入 BeagleBoard 即可。(BeagleBoard 內建 SD 卡槽,當然也內建了 USB port)。

2. 音樂輸出。BeagleBoard 內建了類比訊號輸出,效果如何不知。除非其內建 DAC 出奇的好,不然仍是拉數位訊號,送到 DAC 上處理比較理想。BeagleBoard 可以輸出 I2S,所以可以將 I2S 直入 DAC,也可以用額外的板子,將 I2S 轉成 SPDIF 再輸出。diyAudio 上有人指出,BeagleBoard 的 I2S 其 clock 是由 PLL 產生,會引入額外的 jitter。這是值得考慮的問題,但實際上未必差很多,要測試方知。另外也可以走 USB 輸出,和一般 PC 類似。但因 BeagleBoard 電源乾淨,沒有風扇,震動少,比起一般電腦仍有優勢。

3. 系統與控制。BeagleBoard 隨板已裝好 Linux 系統,Linux 的彈性很大,可以把不需的功能都關掉,再重編 kernel。而且目前已有現成的音樂播放軟體,要播放 flac 或 mp3 也不困難。當然也可以針對系統的組態,重新寫程式,用更理想的方式處理 stream,得到更佳的輸出。至於控制,最原始的方法當然是用 ssh 連進 BeagleBoard,下指令播放音樂。如果覺得這種介面過份 nerd ,也可以用其他方式解決,例如用 UPnP (Universal Plug and Play) 協定來控制,於是又和 Linn DS 一樣方便了。

其餘的部份與一般音響 DIY 大同小異,電源、機箱、避震、reclock,CD-Player 能玩的,這兒也都能試試。我很好奇這種 BeagleBoard 能達到多好的效果,因此已經預訂了一張板子,就看到時能怎麼玩了。反正 BeagleBoard 等於是 general purpose PC,在音響上不理想,尚可用來玩其他 DIY 應用。

上述的架構大致接近 Linn 的 approach。除此之外,Ayre QB-9 所使用的 USB asynchronous transfer 以及 Mircomega WM-10 以 Apple AirPort Express 為基礎改造的無線數位訊源,也都是挺好的主意。現在坊間已經有不少 USB asynchronous transfer 的產品或套件,並不貴;買台 Apple AirPort Express 來改也是差不多的價格。這些方式不但比 HTPC 簡單、便宜,又從先天上避開了 HTPC 的問題,作為 DIY digital stream 的基礎,無疑更有 niche。


從 Apple AirPort Express 改造而來的 Mircomega WM-10

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