Raspberry Piは2年で塵になる

 毎朝のルーティーンで、ラズベリーパイ(Raspberry Pi)以降ラズパイ、の電源を投入して、 Venice Classic Radio Italia を聴きながらお茶をするのですが、今朝は電源を投入しても音が出ません。ラズパイを見ると、何時も点滅するLEDが点きっぱなしです。早速、フラッシュメモリーのディスク イメージ ファイル (.img)を再度作り直して、再立ち上げを行いましたが、残念ながら、ブートストラップ(Bootstrap)が始まりません。ラズパイに良く有る短命の様です。

完成度の高いラズパイ用の無償MPD(Music Player Daemon)のVolumio
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英国工業製品の出来具合
 ラズパイは英国のRaspberry Pi Foundation(財団)により開発されて、この製品の発想は素晴らしいのですが、その製造もロットにより英国なのです。いかんせん品質管理が酷すぎます。三年ほど前から5台程購入しましたが、猛暑の熱暴走、メモリースロットルの故障など、現在まともに稼動すると思われるのは、1台だけです。まあ、開発のコンセプトが「廉価にパソコンを楽しめる」のが主目的で、RAS(Reliability, Availability and Serviceability)の発想等は、毛頭も無いでしょう。
 やはり、険しい山岳が無い事により英国では、chauffeur-driven car以外の車が駄目な様に、猛暑の無い国の電気製品は温熱帯での使用は駄目ですね。この様な信頼性の低い機器を使って、介護等の人命を託す機器プロジェクト開発エイドしての利用が可能でも、そのまま実用に供することは、極めて危険な事が想定されます。特に、内部パリティーチェック機構、温度保障が無いために、処理エラーの自己判断すら出来ない構造です。 エラーのログと、その活用によりコンピュータが劇的な進化を遂げたのは、1960年代のアポロ計画の頃から始まっていますが、ラズパイのCPUの処理速度が速くても、その50年前のデザイン・フィロソフィーに達して無いのです。

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最近の英国の工業製品
 ボーイング787型機に搭載しているロールスロイス製のエンジン部品に欠陥、それに対して米国製GE・アビエーションのエンジンは問題なし。定期路線の就航率が低いと国交省の指導が行われ、スロット(発着枠)争奪で就航率の高い航空会社を優先される事になります。
 詳細はここ 

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結果としてラズパイは高い
 一台5,000円程度のラズパイですが、結果として、1年から2年で廃品となるとしたら、廉価とは言えません。又、パソコンを廃棄する場合、資源有効利用促進法(通称:パソコンリサイクル法)があり、レアメタル、接点の金の回収を目指してとありますが、面倒なので、生活ゴミ(可燃塵)として廃棄しました。

ネットワークプレーヤーの代替として
 ハッキリ言って現状の信頼性から長期間の利用を目指したら困難です。
 2年程度の寿命の間に楽しむのであれば有りと言えますが、落ち着いて音楽を楽しむ環境に投入するには、余りにもお粗末で、避けたほうが賢明だと思います。日本のオーディオメーカー製で普通のプレーヤーを活用した方が無難です。

結論
 Raspberry Piは所詮玩具であり2年で塵になる事を念頭に置いて活用すべきだと思います。

MoOde Audio Player

 久し振りにラズパイの情報です。

 手作りアンプの会の「DAC分科会」掲示板で、Moode Audio Playerを知り、早速、昨年の盛夏に熱暴走したラズパイを持ち出し、試してみました。リリースは、2.4, で昨年の10月が最終更新日です。又、リヌックスのカーネルは 4.1.10-v7+です。今まで、Volumio、RuneAudio、を試しましたが、それぞれ一長一短で、適当な物が有りませんでした。Raspbianの基本部分に手を加えてMPDを構築する手もあるのですが、そこまでして、Volumioの亜種を作っても仕方ないと思います。

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既成ラズパイMPDの特徴を雑ぱくに言うと

Volumio
 スタビリティーが一番高く、又、バグも枯れていますので、ダウンロードして必ず一発で動作します。Volumioが動作しない様でしたら、動作環境を疑った方が良いほど完成度が高いといえます。
 現在、マイグレーションは足ふみ状態です。

RuneAudio
 このソフトは、中途半端で。特にネットワーク環境にバグが多く、極普通のDHCP環境では動作しません。必ず、エディターでIPアドレスの変更等の環境設定が必要です。
 又、軽くは出来ているのですが、画面の洗練度が低く、これであれば、volumioで、十分と言えます。現在、マイグレーションはvolumioと同様停止状態です。

Moode Audio Player
 今回、初めて使ってみました。最終更新が昨年の10月なので現在も改良され続けている様です。GUIが改良されて、使いやすくなっていますが、基本的にRaspbianのオブジェクトを流用しているので、アペアランスは、volumioと同じで傾向です。このソフトの最大の特徴は、使いやすい、解りやすい、多機能である事だと思います。
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周辺機器の構成と音源の属性、CPUの利用率、コアの温度などが表示される出来るヤツです。

肝心な音
 音の自然さでは、残念ながらRuneAudioがベスト、Moode Audio Player、volumioの順番になります。しかし、音の差はvolumioを除いて極僅かですのでMoode Audio Playerが良い選択だと思います。

ソフトの洗練度
 個人的な好みですが、volumioが、ハードの身の丈に有ってバランスが良いといえます。RuneAudioは根性無しの田舎紳士で、Moode Audio Playerは盛り沢山で頭でっかちで、もう一工夫が必要だと思います。

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改善を必要とする、遅いライブラリー

問題点
 Moode Audio Playerに限らず、総てのMPDに言えることですが、NASのPlaylist取り込みに問題が有り、取り込み速度が著しく遅く、Windowsのエクスプローラに慣れていると、極めて使いにくいと言えます。マルチコアーの特徴を生かして、この辺の改善を行ってくれると幸せになれます。

 それから、ラズパイのハードは、日本の盛夏では熱暴走して使えません、熱暴走で停止する時、必ずSDメモリーの内容が、道連れで壊れます。今年は熱暴走対策を何とか解決したいと思います。
 出力フォーマットが常に16ビットですが、バグである事を望みます。

ラスベリーパイ その最終 Raspberry Pi の熱暴走

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© 2015 grigri
 英国製のリフローが酷い状態です、緻密な日本でしたら製品検査で除けられます。

 ラスベリーパイその最終です、結構楽しく時間の無駄遣いをさせてくれました。
 Raspberry Piに無限の可能性が有る事は承知しているのですが、しかし、英国から見てアジアの果ての日本の気象条件まで設計に加味されて無い様です。
 盛夏を迎えて室温が33℃を超えると、今まで正常に動作していたRaspberry Piの殆どが誤動作を始めます。
 室温が33℃ですと、CPU周り、WiFIのドングルは、優に100℃を超えてしまい熱暴走が始まります。
 対策としては、強制空冷のファンを設ける方法が有るのですが、そこまでしてRaspberry Piを使うことには抵抗があります。

Raspberry Piの今までの問題点
 1.熱対策が完備されていない。
 2.メモリーのソケット部分がヤワで、直ぐに壊れる。
 3.SDメモリーの書き込み頻度が高いとメモリーが劣化して壊れる。

 最大の問題は、リヌックスの長所でもあり短所でもある、オープンソースに起因する問題点です。
 実力がともなった方が、ソースを弄れば良いのですが、不慣れな方がソースを改修して、バグが枯れてないソフトがネット上に山積している事です。 又、その改修のバグが枯れるまで、誠意を持って対処されてないのが現状です。

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 このソケットがよく壊れます。赤いマークのラッチ部分ですが、ラッチでロックする必要がないのですが・・・

 まあ、玩具のロボット制御に用いたり、コンピューターを勉強するには、打って付かとおもいますが、メモリーのパリティーチェック機構の無いRaspberry Piを使って、まともな仕組みを作る事自体危険であり無理があると思います。

 取り敢えず、「色々動きます」と言った感じが、私としての結論です。
 所詮、玩具の域を出ない、頭でっかちの名刺サイズ・コンピュータで、例えで言えば、三輪車にアメ車のV8エンジン乗せたようなものです。

Raspberry Piの回路図 5ページで構成されています。
Raspberry Pi 1
Raspberry Pi 2
Raspberry Pi 3
Raspberry Pi 4
Raspberry Pi 5

ラスベリーパイ その13 Raspberry Piによるチャンデバ

 Raspberry Pi 2 Model Bを使ったデジタルチャンネルディバイダー(以降、ディジタル・チャンデバ)の音出しを行いました。
 天の川さん(ホーム頁はここ)のつくられたFIRのフィルターにより2Wayでクロスオーバー周波数3,000Hz、そしてフィルターの設計はGNU Octaveで行われ、演算は倍精度浮動小数点数(Double precision floating point number)で行っています。
 現存するデジタルチャンデバ(PCチャンデバを含む)としては、Minnさんの作られたfoobar2000のコンポーネント(channeldivierF)にならぶもので、高音質が期待できます。
 GNU OctaveはMATLABと互換性をもった数値解析ソフトウェア。

FIRフィルタ計算のプリシジョン(Precision)
 フィルターの設計で用いた倍精度浮動小数点数は、以下の様なデータの構成で、IBM製の汎用機(S/360)が出来た時のワードマシン機能です。特に科学技術計算、数値解析等に用いられた演算機能です。
 ・符号ビット (sign): 1 ビット
 ・指数部の幅 (exponent): 11 ビット
 ・仮数部の幅=精度 (fraction): 52 ビット(暗黙のうちに1ビット追加
  されるので、正確には53ビット)

HDMIとリヌックスの優位性
 hdmiの物理層はTMDS (Transition Minimized Differential Signaling)には、最大8チャンネルのPCMとそれを統括するバランス伝送のクロック信号が存在します。又、Raspberry Piのニュークリアス(Nucleus)はLinux(リヌックス)がベースであり、クロックの無いS/PDIF+Windowsより高音質である事が想定されます。

測定結果
 Omnimicで測定した結果を以下に示します。
 軸上0.7mでの測定で、音圧は90dBです。
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 3,000Hzで綺麗に-6dB/Oct.でクロスしています、完璧です。
 120Hz付近のディップは、部屋固有の定在波の影響です。

イコライザーとフィルター
 FIRの場合、プリエコーを空間合成して相殺するために、クロスポイントにおいてチャネル毎の音圧が-6dB/Oct.で揃っている必要があります。そこで音圧をイコライザで調整します。以下がそのフィルターです。
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タイムアライメント
 タイムアライメントをWavelet Spectrogramで測定してみましたが、これも良い結果が得られました。
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 0mSecを中心にテパーコーン状態で、高・低のタイム・アライメントはピッタリです。
 Y:周波数、X:時間 色が音圧を表しています。

MDPクライアント(Windows)
 MDPクライアントは、レガシーな「Gnome Music Player Clientを用いました。特にこれ限定されるものではなく、普段使い慣れているソフトを活用できます。
 Gnome Music Player Clientは多機能で、とても使いやすい、信頼度の高いソフトです。
 Gnome Music Player Client

肝心な音
 そこで、肝心な音ですが、周波数特性の平滑化は、音の良し悪しの総てではありませんが、一つの重要な要素です。
 敢て一言で言えば、小型モニター的な音です。

問題点と改善
 Raspberry Pi 2 Model Bをオーディオで使う場合の最大のウイークポイントは、以下に示しますように、変換効率を優先して従前のBモデルと比べて電源がスイッチング電源に改善(オーディオ的には改悪)されたことです。
 そこで、スイッチング電源の息の根を止めて、自作のシリーズ電源に切り替えることにより、更なる音質の向上が期待できます。
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  印のインダクターを破壊して、矢印のチップコンデンサーに良質な直流を供給する事により、高周波のノイズ特性が改善される筈です。

天の川さんの「天の川オーディオ研究室」
 以下のサイトで、詳細が公開されています、是非実験してください。
 天の川さんのRaspberry pi 2 のHDMI出力でマルチアンプ!

 ノイジーなパソコンと決別、Winowsの呪縛からエスケープ、あるいは、シャークというDSPから卒業と言う新たな時代の夜明けです。

 

ラスベリーパイ その12 Raspberry Piによるチャンデバ

 明日からRaspberry Pi 2 Model Bを用いて、デジタルチャンネルデバイダー(以下チャンデバ)の試験を開始します。
 チャンデバのMPDは、天の川さんからソフトの提供を受けて、自宅の小型AVアンプ(DENON AVC-S511HD-K)を用いて、先ずは2Wayで味見を行います。
 ラスパイとAVアンプの接続は、何とhdmiケーブル一本で8チャンネル4way (96kHz/24bit×8+クロック情報)までのデジタル伝送が可能です。

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 MDPクライアントは、レガシーな「Gnome Music Player Client 11.8.16Revision: 84c8c3f」を用います。以下が、その画面のコピーです。
Gnome Music Player Client

 クロスオーバーは、2wayの3,000Hzで、先ずは音が出るか否かの試験です。タイムアライメントは、物理的にトゥーイータを後ろに下げて調整済みで、余裕ができたら、遮蔽特性、タイムアライメントの微調整を行います。又、各チャンネル毎の利得の調整は、AVアンプ側のアナログアンプ側で行います。
 チャンデバの当初の音楽ソースは、USBメモリーとwebRADIOとして、NASとRAMからの再生も行う予定です。

 明日から午前はチャンデバの試験で、午後からはスピーカーの調整で楽しみです。