さて、部品が揃ったので早速組み立てです。

今度は、以前の失敗で懲りて、全部ソケットを使います、「直」に載せると、余分な工程が無くて、作業が速いのですが、前回のように壊すと、どうする事もできずに、作り直しですｗｗ
ソケットを使った事で、ソケットと変換基板下のスペースを有効活用できます。

とりあえず、丁度良い大きさのユニバーサル基板があったので、それにPCM2704を標準的な回路で組んで、PCに接続して、認識する事を確認しました。
※オーディオを再生させて、信号が正常な事をオシロスコープで確認しました。

次に、CS8416関係ですが、SSOPでも幅が狭くて、秋月の変換基板ではパッドの部分が不足していたのでダイセン電子の変換基板を使います、ただ、この基板の横幅は、600ミルでは無く、通常の28PINソケットが使えません。
一般的なソケットでは無く、ヘッダーピンにしたので、基板下のスペースをさらに有効に使えます、PLLのフィルターは、このスペースに配置しました。

・オーディオマニアが陥る霊感商法
USB に繋いだオーディオ機器は音が悪いとされます、それを改善する為、1本数万円の高価なケーブル（霊感商法と何ら変わらないと思います）まで売っています、確かに、電源ラインには、PCで発生したスイッチングノイズが乗っており、これらが音質に与える影響はあるかと思いますし、USB一口では、500mAの電流しか取れませんから、別に電源を取りたいと考えるのでしょうが、設計してみると、ヘッドホンアンプと、USBデバイス、D/Aなど諸々で、500mAあれば十分ですし、可聴範囲のノイズは聞こえない程度に取り除けば良い事です。
USB の信号は差動のデジタル信号で通信を行なっており、ケーブルの品質がある程度あれば、値段の差による音の違いは無いと思われます、ブラインドテストをすれば、ハッキリすると思いますが、数万円のケーブルと、ダイソーで買える１００円のケーブルに何の違いもありません、デジタルデータは、価格の大小に関係無く、完璧に転送できますし、USBオーディオの仕様や仕組み、その他必要な知識も無い人が、ジッタの影響とか、欠損するデジタルデータとか、論理的裏付けの無い技術論は滑稽で仕方ありませんｗｗ
数万円のケーブルは抵抗が低くて、１００円で売っているケーブルより優れていますが、何十メートルも伸ばす訳ではありませんし、デジタルデータは差動信号による半二重のパケット通信です、デジタルデータは欠損無く通信できますし、エラーコレクションもありますからデジタルデータの欠損は通常ありません、もしあるようなら、USBのクライアントとして認識できなくなります。
影響を与えるのは電源ラインだけですが、それも、500mA程度ですから、ある程度のゲージを使った銅線であれば問題無いレベルです。

しかしながら、それでも、人知の及ばない何かが作用して、月の満ち欠けだとか、微弱な電磁波とか、何か影響’を与えるかもしれませんが、「ダブルブラインドテスト」でもやって、それで８０％以上の確からしさでも常にマークしない限り、そんな戯言を信用する訳にはいきません。

・OP-AMPの電源は、＋－１２VのDC/DCを使っています。
・ヘッドホンアンプには、＋－５VのDC/DCを使っています。
・DACには、低損失の５Vレギュレーター
※USBの電源は、通常5.2V程度ありますので、三端子レギュレーターで５V、及びロジック用などに３．３Vを生成しています、高周波のノイズを落とす為にフェライトビーズを入れています。
・とりあえずの実験用なので、とりあえず、ボリューム用二連の１０Kを使っていますが、最終的にはデジタルボリュームに変えたいと思います。

さて、ネットにある色々な回路を観ると、多くの方が、非常に大きなコンデンサー（オーディオ用）を電源に入れていますが、果たしてそんな大きな容量が必要でしょうか？
※低ESRのコンデンサーは効果があると思います。

例えば、よく使う三端子レギュレーターは、入力側に0.1uF、出力側に10uF程度入れれば、十分なレギュレーションが得られるように設計されています、もちろん流れる電流のダイナミックレンジにより発生するリップルは変化しますが・・・
また、OP-AMPは電源の変動を出力に出さない為の工夫が色々施されていますから、多少のリップルが乗った場合でも、それが出力に現れる事は少ないのですから、大きなコンデンサを入れる意味はあまり無いと思います。

視聴しながら、テストする場合でも、大きな容量を入れた場合と、標準的な容量（データシート推奨の容量）を入れた場合で、ブラインドテストを行い、85%位以上の人が検知出来ないのなら、標準の容量で十分なハズです。
自分でテストするのでは、客観性に欠けますし、精神状態が変われば、結果も変わりかねません。
明らかに違う場合は別ですが、それは、何か根本的に間違っているとしか思えません。

測定器を使って、「大きな容量のコンデンサを入れるとリップルが少なくなる」と言う人もいますが、多分検知できる程のレベルでは無いと思います。

よって、コンデンサーの容量は、適切な値にする事が最も適切で、最大の効果を得る早道だと考えます。

今回の試作では、電解コンデンサーは低ESR品の100uFが二個で、残りは0.1uF～47uFの積層セラミックコンデンサーです。
ボーカロイドからクラシック、ロック、J-POPなど色々なジャンルの音を出してみましたが、現状でも十分な感じがしますが、これから、一応、測定を行い、それにより改修を行う必要はあります。
まぁ、測定を始める以前に音がまともでなかったら無駄ですからー

回路図に起こすのはこれからですーー

最近、自宅を離れ、渋谷に通って仕事をしていますがー、そこで支給されているPC、DELL製のそこそこ高速なヤツです。
※Corei7の2.8GHzとか

作業は共同作業なのですが、周りの雑音を聞きたく無い時は、イヤホンで音楽を聞きます、iPhoneから聞いても良いのですがー、気晴らしに観るYouTubeとかニコニコの動画はPCで観るので、差し直すのはメンドイしでPCで音楽も聞きたいのですがー、「音」が最悪ですー、DELLに限らず、メーカー製のPCでも、フロントパネルに出ているイヤホンジャック、かなり劣悪の品質と言わざるをえません、PCの電源ノイズがモロに乗っているし、長時間の視聴には耐え難いものがあります。

ならば、USBのオーディオインターフェースでヘッドホンアンプ付属の適当なやつをと思ったのですがー、安いやつは、チープな音しか出ないし、コンパクトで、高音質なやつは値段も高いと言う事で、色々考えているうちに、「自分で作ればいいんじゃね？」
と言う、いつものパターンに突入しましたｗｗ

丁度、秋月で、TI製のUSBオーディオインターフェース（PCM2704）を売りだしたので、１個買っていそいそと試作してみましたー

PCM2704は、ヘッドホンを鳴らす為のアンプも内蔵しており、このチップだけで、ヘッドホン出力が提供出来るものです、しかし、内蔵アンプは単一電源で動作する、簡易的な物で、音も期待するまでもなく、それなりの音しか出ませんし、出力も小さく、とても、自分が要求するようなレベルの物では無い事が直ぐに判りましたー
色々回路をいじっているうちに、誤配線をしてしまい、あっとゆーまに燃やして、お亡くなりになりましたー、半導体独特の燃えた匂いを嗅いだ時は、何ともいえない、気分です・・・・・・
※虚しいやら、ムカツクやら

※使える部品は再利用の為取り外している

最初は、１０００円くらいで、そこそこ納得のいく音が出ればイイくらいに思ってましたがー、「自分のミスによる大きな損失」が次のやつを「ちゃんと」作るモチベーションに変わりましたー

そこで、ネットを探してみると、DAI（デジタルオーディオインターフェース）、D/Aコンバーターの製作例は多くて、みなさんハンパ無い投資をしている人もいますｗｗ
自分は、「まともな音」が聞ければ良いので、自分の考える範囲で、部品をセレクトして、発注してしまいました。

・PCM2704（TEXAS INSTRUMENTS）
※USBからオーディオデータを取り出すのは、とりあえず、この石です、最大48KHz16ビットと最低限のものですがー、探しても、市販されているデバイスで、入手可能な物は、ほとんど無く、とりあえず、このデバイスで「良し」としました。
TENOR社にTE7022Lと言うデバイスがあり、96KHz/24Bits が可能なようですが、入手先を見つけられませんでした。
USBオーディオの標準デバイスとして、192KHz/24Bitsをサポートするのは、自分で組むしかなさそうです。（USB2.0をサポートした、デバイス
を備えた、マイクロプロセッサとFPGAが必要な感じです）

・CS8416（CIRRUS LOGIC）
※PCM2704はアナログ出力の他に、S/PDIF信号も出力します、CS8416は、その信号をデコードして、D/Aコンバーターに必要なクロックと、データ信号を出力します、PLL回路や、オーバーサンプリングに必要なロジックも内蔵していて、最大192KHz、24ビットを扱え、外付け部品も少ない優れものです。
S/PDIF入力は、何系統かありますから、USB、光、COXIALなどを備えて切り替えが出来れば、D/Aコンバーター付きヘッドホンアンプとして使えます。

・PCM1798（BURR-BROWN/TEXAS INSTRUMENTS）
※バーブラウン社は、デジタルオーディオ関係のデバイスの製造で有名な会社ですが、今はTIの傘下となっています。
このD/Aコンバーターは、192KHzのサンプリングで24ビット出力が可能な物です、ファミリーとして、さらに高性能なPCM1794と言う、最高ランクのD/Aがあり、マニアの間では、それを使うのが一般的のようですが、コストが倍以上しますし、PCM1794の性能を引き出すには、周辺回路にもかなりコストをかけないと、意味が無いので、今回は見送る事としました、データシートを読む限り、このデバイスでも、相当優れた性能を出せる事がわかります。

・OPA2604（BURR-BROWN/TEXAS INSTRUMENTS）
このOP-AMPも、バーブラウン製です、高速、ローノイズ、低歪の高性能アンプです、スルーレートがなんと25V/usもあります。
秋月で３００円ですが、それを調べる前にDigiKeyで370円で沢山買ってしまいました・・・（かなり痛いです・・）

・TPA6120（TEXAS INSTRUMENTS）
ヘッドホンアンプは、まともな物を作ろうと思うと、意外と難しいです、色々と各社からICは出ていますが、どれもこれも、チープな物ばかりで、「本物」がありません、「ベスト」は、ディスクリートで組むべきでしょうが、スペースとコストを考えると、それも無理です、そんな時、見つけました、良さそうなのが・・
電流帰還型で超高速（1600V/us）、非常に大きなドライブ能力（低インピーダンス）、低ノイズ、オフセット電圧も小さく、＋－両電源なので、カップリングコンデンサも必要ありません。
値段も６００円程度と、まさに理想的。

これら部品と諸々で合計で5000円程度。

続く～

ちょっと前からブラシレスモーターのドライバーを実験している、以前（何十年前）に大学時代マイクロマウスをやっていた頃、DCサーボモーターの制御回路を作った事があり（全てアナログ回路）その時の知識が未だに大体使えるが、三相モーターの制御はDCモーターより複雑で、ある程度の精度で、一定速度の運転をするくらいならそこそこ簡単だが、速度とトルクを高精度で、しかもデジタル制御するには、色々と新規に開拓する事も多い。
まぁ、とは言っても、昔のように１MHzで動く8ビットマイコン（6502）とかでやっていた頃とは雲泥の性能差があり、コストも安く、デバイスの入手も楽になった為、昔のような苦労は少ない。

今回の仕事、電動バイク用のコントローラーや電源管理など、全体のパッケージの開発依頼があり、開発費はもらえないが、趣味の延長とこれから色々応用も出来そうと思って勉強のつもりでとりかかった。

最初に、AVRで 簡単な実験を行って、ブラシレスモーターの「肝」を「触り」だけ実験してみた、とりあえず、回転する事は出来たので、本格的に汎用性のあるドライブ回路を実験する為、部品集めと試作回路など作り始めた。

↑ATTINY861 を使った実験回路、手持ちの貧相な部品で作った為、パワーMOS-FETが死んでしまい、もう使えない・・・

↑ラジコン飛行機用のブラシレスモーター、安いし実験には便利！
※クワッドローターのヘリコプターを作ろうと思って４個も購入したｗｗ

最初は専用コントローラーを使う事を考えて、部品を探したが、擬似的な正弦波による制御チップがほとんどで、「回すだけなら」出来るが本格的なベクトル制御には向かないものが殆どだった。
ATTINY861も、PWMが３チャネルあるとか、デッドタイムの設定が可能とか、PLLを使って高いPWM周波数が可能だとか、ブラシレスモーターを意識した構成なのだが、ちょっと物足りない、そこで、色々探したらSH7125が適格である事が判った、５０MHｚで動き（実質的には４０MHｚ）積和演算も高速だし、三相モーターに必要なPWMの構成も出来る。
※以前に秋月で買っていたので、早速テストしてみる・・・

で、早速実験し始めたのだが・・・
※SH2は、以前にSH2Aのデータロガーで KPIT の ｇｃｃ 環境を使っている為、これを利用すれば簡単と思っていたが、意外と手こずってる・・・

・フラッシュROMの書き換え回数が１００回まで保障 ---> 少なすぎて、実用的では無い。

そこで、WEBをグルグルしてたら、デバッグ・モニターを公開しているサイトがあったので早速ダウンロードして、書き込み使ってみる。
RAM用にプログラムを作り、動かしてみるが思った通りに動かない・・・

・まず最初に引っかかったのが、「gccアセンブラ」
gccのオプションでSH2のタイプを指定しているが（-m2）これで指定しても、アセンブラレベルでは、SH2に無いニーモニックも普通にアセンブル出来てしまい（エラーが出ない）、結果、未定義命令で止まる・・・
これに気が付くまでに数時間かかった、上記のデバッガー、逆アセンブラで気が付いた。
mov.l r0,@r1+
↑この命令（ディストネーションのオートインクリメント）はSH2には無い・・・
mov.l r0,@r1
add #4,r1
にする事で回避、要は、gccの場合、アセンブラソースは極力使わないようにした方が無難なようだが、これは仕様では無くバグなのかもしれない・・・

次にはまったのは、デバッガーのバグ・・・
モトローラーのSフォーマットを食わせるのだが、ケツのデータがダウンロードされていない事が判明・・・
ホスト側のプログラム(objload.c)を見ると、Sフォーマットの最大アドレスを見つける部分に問題があるようで、そこを修正。

ついでに、逆アセンブラで、PC相対でデータを取得する部分、ワードアクセスでもロングでデータを持ってきているようなので、そこも修正、右に表示される取得データがワードアクセス命令でも正しく表示されるようになった。
※これらの修正は作者のゲストブックにコメントをしておいた。

次にタイマー割り込みを使う作ってみたが、思った通りに動作しない、とりあえず、ポーリングで動かしてみるが、全く駄目・・・
こんな簡単な部分で？？？
良く良くハードウェアーマニュアルを観ると・・・、初期状態では、クロックが供給されない設定のようだ・・・、これを設定、ポーリングでは動作するようになった、でも割り込みでは動作しない、割り込みを「許可」にした途端、何か別の割り込みが動いているようでそこで止まる・・・
現状ではここまで、まだまだ遠いなぁ・・・

なんでこんなとこでハマるのか・・・
まだまだ精進が必要だ・・・

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最近、ARMの元気が良すぎる～
SHは昔から随分お世話になっている、SH3でボードを起こした事もある、それに純国産のRISCで、光っている部分も多いと思う、でもビジネスはとことんだらしない・・・、あれだけ良い部分を持っていてもARMの数の力に段々弱っている感じが観てとれる・・

開発環境もかなり弱い。
一応登録すればフリーなツールが入手出来るが（KPITのgcc）、何で登録制なのだろうか？
これでは厳密にはフリーでは無い、そしてgccもSH版はメンテナンスをしていないのではないのか・・、ルネサスはSH専用のコンパイラを外販しているが、価格が高く、オプティマイズの性能が良くても、使う気になれない（コスト比を考えると使えない）、ｇｃｃとは桁違いに性能が良いようである、また、KPITのエクリプスにしろ統合環境ベースでプログラムを作ると、専用のランタイムライブラリーが勝手にリンクされてしまうし、コマンドラインでmakeとgcc、emacsで作りたいのに、それを阻害するしで、自分の好みの環境が提供されていない。
ARM だと、gccを使って幸せになれるツールチェインが沢山あるし、C++もboostも問題無く使える、しかし、SHではどうか？

そもそも、組み込み用で、gcc以外のコンパイラでまともにC++のソースコードをコンパイル出来る物はほんの一握りでしか無い事を考えると、一部のベンチマークで性能が良くても買う気にはなれないし、性能を出したければ、アセンブラで最適化すれば良いだけの話だと思える。
デバイスの値段もARMはもの凄く安くなっているし、種類も爆発的に多いし、こんな調子で、生き延びていけるのだろうかSH・・

データロガーのソフトの完成度が上がってくると、ハードも整理して、プリント基板製作の準備も進めなければならないー

以前（１０年以上も昔）には、EDAツールとして、アドバンストスケマティックを使っていた、それに、数十万円の投資も行った事がある。
※オートルーターとしてＮｕｒｏＲｏｕｔｏも導入していた。
現在OSがWindows7になり（OS-X）、以前に買ったこのツールも動作させる事が難しい（無理やりインストールしても動かない）、とはいえ、Windows2000（NT4.0）をインストしたマシンを起こして、それにインストして使うのもそれはそれで大変だし、このプロテルのツール、自分のバージョンはバグだらけで、不安定、かなり神経をすり減らす代物だった、今更高いお金を払ってバージョンアップする気もおきない（基板を作る仕事が減った事も要因）。

そこで、オープンソースとかフリーで使えるＥＤＡのツールを色々試して評価していた。

google 先生に聞いた色々なリンクを巡り、日本語の説明や解説を読み、本家のページから最新版をダウンロードして、ちょこちょこ試してみたが・・・
なかなか「ベスト」な選択が見つからないでいた。

※プロテルで養ったワークフローを元に、以下のような目安をポイントとしていた。
（１）回路図（スケマティック）とPCB（基板のトラック編集）、部品管理などが一貫している事
(2)バックアノテーションが出来る事（PCBで追加したトラックなどを回路に反映させる機能）
※これは、まぁ無くても・・
(3)オートルーターがある事
※できれば・・
(4)ミリ系の部品とインチ系の部品を上手く扱える事
(5)基板の大きさに制限が無い事（少ない事）
(6)４層基板程度までは出来る事（６層とかならさらに良い）
(7)デザインルールチェックが出来る事
(8)ガーバーデータ（フォトプロッタの為の描画命令コード）、ネットリスト、部品リストなど、基板屋さんが受け付けてくれるデータを出せる事
(9)フリーで使える
(10)バグフィックスとバージョンアップに期待ができる

かなり要求があるが、今は、こんな要求に答えてくれるソフトが入手できる（良い時代だ）

結果としてKiCADがもっとも良い選択なのではと思った。

だけど、「先人」たちも熟慮したであろう「どれが一番良いの？」を、一応これからEDAを始める人への参照として、他のソフトの評価などを書き添えておきたい。（断っておきますが、詳細に調査したわけではなく、簡単な回路を作って、少しの時間だけソフトを使っての評価なので、必ずしも適切とは言えないかもしれない事を念頭において欲しいと思います、また、評価したバージョン（時期）も重要で、時間が経って機能が追加されたりすれば操作性は変わるので、評価もおのずと違って見えます）

(1) BSch3v 「水魚堂の回路図エディタ」
・回路を描くには、申し分ないアプリで、使い方を見なくても、マウスをつっいていれば使い方が何とか判るような感じ、メニューとかも日本語なのでとっつきやすい。
・PCBのエディターもあるようだが、使っていない（オートルーターとかは無いようだ）
・ネットリストは出るので、PCBだけは別ツールで行うのもパスとしては「アリ」かもしれない。
・Windows版が主流だが、移植版もあるようだ
・オープンソースでGPL

(2)EAGLE Light
・これはフリーでは無いが、大きさなど制限された「ライト」版をフリーで使えるもの、小規模なPCBしか作らないのであれば、これも選択枠としてはアリかもしれない、当然ライセンスを買って無制限バージョンを使う事もアリかもしれないが（数百ドル～、趣味のレベルでこのコストを払えるか疑問）・・
・さすがに、売っているだけはあり、大変良く作ってあり、機能も豊富で、これだけの機能があればかなり大きな物でも困る事は少ないと思える。
・EAGLE Light に慣れ、もっと大きな規模に移りたいと思った場合に、今までのノウハウを捨てて、別ソフトに移行するのか、無制限版を買うのかなど考えると、良く出来ていてもうかつに手を出さない方が良いと思える。（自分の考え）
・Lightで痛いのは回路図が「1枚」だけしか使えない点

(3)TinyCAD、FreePCB
・日本語の説明やメニューを日本語にするなど、多くのリンクがあり、日本では、かなり多くの人が使っている感じで、HowToも豊富な感じ
・ともにフリーで使え、制限もほぼ無いが、FreePCBにはオートルーターの機能は無い
・別々のソフトなので、「連携」は少し弱いかもしれない
・操作性もある程度スッキリしていて、違和感も少なく、少し慣れれば、問題なく使いこなせると思われる。
・Windows版、オープンソースでGPL

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そしてダークホースのKiCADなのだが・・・

日本語での解説も少なく、評価している記事も割と古い版の物だった、最初ダウンロードして起動してみたが、そもそも回路図エディターすら満足に使う事が出来なかった、それで、別のソフトの評価を行ったのだったが、全体の構成とか、機能など、捨てがたい魅力があり、再度挑戦。

「やはり、自分の最初の印象は間違った前提によるものだった」

回路図エディターで、負論理のラベルに「バー」が付けられないのがなぁとか、細かい部分でいきなり駄目だししたのだが、オープンソースでソースコードも公開されているので、気に入らなければ自分で作ればいいだけの話。
多国語対応で各国色々対応しているのだが、「日本語」リソースだけ無い？

自分の評価は「KiCad-2010-05-05-BZR2356-final」バージョンだが、（RC4だが、「KiCad-2011-01-25-BZR2754_RC4a」の版もある）
基本的な機能にアクセスするのが、「面倒」と思ったのだったが、このソフト、マウス＋キーボードで両手で操作する事が前提のようだ、キーボードは機能ボタンとして働く（右ボタンでメニューを出してそれを選択する事でも出来るが・・）、それが理解できれば、かなり小気味よい操作性で、使いやすい！
部品ライブラリーの操作も、基本的な操作を覚えれば簡潔な事が判った。
※新規ライブラリーの作り方が少し独特で判らない部分であったが・・

この独特な操作性で、日本での評価が少ない（低い）のかもしれないが、考え方としてはむしろ「正統」なのだと思う、EDAは機能としては、複雑なので、機能ボタンを沢山用意して、回路図（又は部品、トラック）と機能ボタンとの間でマウスポインターを行き来するよりは、キーボードを機能ボタンとして働かせた方が断然使いやすい、ユーザーに機能とキーボードボタンの対比を覚えてもらうハードルがあるが、回転（R)、移動（M)など基本的なボタン操作だけでも覚えれば、もうそれでも十分な操作性でもある。

PCBにはオートプレース（まだ使い方が良く判らない部分がある）やオートルーターがありWEBベースのオートルーターの機能を呼び出す事も出来る（まだ試していない）し、部品とフットプリントのマネージメントを行う機能もあり、プロジェクトとして一貫した操作が出来るのが素晴らしい。

基板の３D表示（OpenGLを使う）も出来、機能満載である。

マルチプラットホーム、Linux版やOS-X版もあるようだ。（使っていないが・・）

これなら、ほぼ申し分ないと思う、これからもっと深く使って、順次評価も深くしていきたいが、とりあえず、これで出来そうな感じと印象を得た。
暇が出来たら、メニューを日本語化して、リソースを本家に送ってみたいと思う（英語のメールを書くハードルがあるけど・・）。
回路図で「バー（負論理の表記）」が付くようにするパッチも作りたい。