【にわかAVマニアのESS】ES9038Q2Mのレジスタ制御(SLAVE mode)

ねぇねぇ知ってた？ 2021.12の冬コミに出展するんです．

DCC＋DACのプリント基板を売りに行きます．まぁ売れないだろうけどね．

コミケにES9038Q2MのDAC基板も出そうと思っています．それなのにまだES9038のプリント基板作ってないんだよ、やばいじゃん．出来るのか？

ちなみにAK4495は相変わらずAKMの工場火災でご臨終のようです．オレの崇高なビジネス構想の出鼻をくじいたAKMの罪は重い．

というわけでES9038Q2M試作PCBに火入れ中．レジスタ設定をごにょごにょといじってるところ．  回路図

世の中のES9038Q2Mの使い方はmaster modeがほとんどだと思うけど、わたしはI2Sのslave modeで動かします．このinterfaceとなります．

ES9038Q2Mのhard reset直後のレジスタ値をここにupしときます．datasheetと一部食い違う箇所もあったりする．

PCMとDSDの音が出たので地雷について書いておこうと思います．

ーーーー

PCM再生レジスタ

hard reset後の状態からPCM音声再生まで持っていくのに設定するべきレジスタは以下です．

ES9038_1    0b10000000  //32bit=10,I2S=00,manual_sel=00,PCM=00

ES9038_4    1           // automute time minimum

ES9038_6    0b01000111   // volume time minimum

ES9038_14   0b10001010 // soft start {1,0,x,01010}

ES9038_15   0           // volume max

ES9038_16   0           // volume max

説明します．

１：mustではない．DSD→PCMを行ったり来たりする際に、PCMに叩き込むために都度設定が必要となるため．

４：mustではない．ES9038Q2Mが自己判断でmuteしてくれる機能を気休め的にONする．mute時定数を設定できるが、ここでは最短時間でmuteしてもらえるよう１に設定する．曲の末尾で生じる恐れのあるプチッノイズを極力速やかに消すためだ．

６：mustではない．ES9038Q2Mはvolumeレジスタを変更しても即時反映されないように時定数(可変)がある．グリッチノイズ防止のためである．一方で曲の末尾におけるDCCの対応としては、packetが途切れたら可及的速やかにDAC volumeを最小に叩き込もうとするが、ES9038Q2Mはvolume変更に時定数があるという抵抗をする．そのため、ES9038Q2Mのvolume変更時定数を最小に設定している．[2:0]がそれ．

１４：ほぼmust．起動時にaudio outをAVCC/2にさせる．defaultではGNDになってしまうらしい．[7]がそれ．

１５：ほぼmust．volume max

１６：ほぼmust．volume max

というわけで、いずれも必ず必要というわけではなく、hard reset後そのままでslave PCMの音声は何かしら出るようになっているようです．（音量は小さいけど）

master modeで音出しするには必ず設定しなくてはならないレジスタは多数ありますが、ここでは述べません．てか試行してないし．

DSD再生レジスタ

PCM→DSDに叩き込むには唯一のレジスタで済みます．

ES9038_1   0b10000011   // 32bit=10,I2S=00,manual_select=00,DSD=11

なお、わたしはDoP検出自動切換え機能を使ってません．

地雷１： ES9038はリトルエンディアンかビッグエンディアンか？

アドレス17～20の4BYTE、すなわち32bitはDACのフルスケールを決めるレジスタです．

AVCC=3.3Vを目一杯振らせたいので7FFFFFFFにしますが、endianはリトルかビッグかを知る必要があります．

ところがES9038Q2Mのdatasheetのどこにも「endian」という単語が無いんです．全般的にESSのdatasheetは不親切だなとの印象です．

レジスタダンプさせてこうなりました．これが結論です．ところでこれってリトル？ビッグ？

17 ff

18 ff

19 ff

20 7f

地雷２： LR volume同期モードはDSDでは使えない

ES9038Q2MのvolumeはLR独立しています．

しかし、L volumeでLRをひとまとめに制御することも出来ます．

しかし、この機能はPCMでは有効ですが、DSDでこの機能をONしてしまうとRchの音声が出なくなります．アドレス27の[3]ch1_volumeがその制御レジスタです．

地雷３： MCLKは何を入力すればいいのか？

最後まで判らんかったのがこれ．

ES9038Q2Mには、logicを駆動するために２つのclockモードがあります．

 １）BCKと同期したMCLK＝128FSRで動かすモード

 ２）BCKと同期しないMCLKで動かすモード

２番では、内部PLLでlogic回路に適する周波数に逓倍してるみたいです．

128FSRとは、例えばサンプリング周波数384kのとき49.152MHzです．

わたしが設計したDCCはその半分の24.576MHzまたは22.579MHzしか出しません．

なので１番は使えません．

ならば、２番で求められるclockはどの周波数範囲なのか？

datasheetを読んでもよく判らんかったのです．

やってみたのは３つ．

 ・100MHzをXIに入力    →MCLK=100MHzで動いた

 ・24.576MHzをXIに入力   →MCLK=24.576MHzで動いた

 ・XIに何も入力しない    →動かない

なのでよく判らんが64FSRでも動くじゃんという結論．

まぁそりゃそうだよなぁ、こうでなけりゃ一般のI2Sでinterfaceできないもんなぁ．

地雷４： レジスタでsoft resetするとI2Cがhung-upする

アドレス０の[0]にsoft resetがあります．

これをassertするとES9038Q2MのI2Cも止まってしまいます．

すると、hand shakeを待っているSTM32のI2C moduleがhung-upして破綻します．なのでsoft resetはつかえないと思います．なんだかなー

蛇足ですが、AKMのAK4495/4490のsoft resetはここら辺がうまく考えられていました．生かしておくべき機能にはsoft resetがかからないようになっています．

他にも気づいたら追記しときます．

さて、PCB作ろうっと．

かしこ