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Vorwort

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Es gibt auf dem Markt eine enorme Auswahl an sehr kleinen Musikwiedergabegeräten. Alle sind jedoch auf Stereo, also zweikanalige Tonausgabe ausgelegt.

Für eine Spezialanfertigung – ein Helm mit 4 Lautsprechern – wurde ich angefragt, einen möglichst kleines, 4-kanaliges Musikwiedergabegerät zu entwerfen. Der Vorschlag vom Auftraggeber war, zwei bestehende Geräte zu kaufen und diese so zu modifizieren, dass sie über die “Play-Buttons” elektromechanisch synchronisiert werden können.

Mein Vorschlag war, ein eigenes Gerät zu bauen. Da ich jedoch noch nichts Ähnliches in der Hand hatte, einigte ich mich mit dem Auftraggeber darauf, einen Versuch zu starten und je nach Resultat die eine oder andere Variante zu realisieren.

Erste Versuche mit einem ATmega168/16MHz zeigten (Arduino Board), dass eine schnellere CPU benötigt wird, denn die 16MHz waren schnell ausgeschöpft, alleine mit dem Hin- und Herladen von Daten. Auf Empfehlung meines Mentors Georg Brügger arbeitete ich mich in die TMS320-Signalprozessortechnologie ein. Ich verwendete eine vorgefertigte Hardware. Hier wurde schnell klar, dass die Herstellung einer eigenen (sechs-schichtigen) Leiterplatte sehr anspruchsvoll ist und im gegebenen Zeitrahmen nicht möglich ist. Daher entschieden wir uns dafür, für den Auftrag die doch etwas weniger elegante Variante mit der elektromechanischen Synchronisation zu realisieren. Ich wollte aber für mich selbst und für zukünftige Anfragen die angefangene Arbeit doch weiterentwickeln.

Es dauerte nicht lange, da bekam ich die Anfrage, im Rahmen der Berner Musikfestwochen mehrere interaktive Klanginstallationen zu realisieren. Diese habe ich termingerecht mit der TMS320-Technologie realisiert und im Folgenden dokumentiert. Ich kann dazu noch sagen, dass diese Installationen zwar nicht über vier, sondern nur über zwei Audiokanäle verfügen, jedoch Funktionalitäten aufweisen, die mit einem regulär käuflichen Gerät beiweitem nicht möglich sind und wo normalerweise ein völlig überdimensionierter Universalcomputer zum Einsatz kommt. Es war zudem eine Anforderung der Auftraggeberin, die Installationen nicht mit einem handelsüblichen Universalcomputer zu realisieren, da dieser zu teuer und zu gross sei.

Ich habe während der ganzen Arbeit sämtliche Notizen in einem “Blog” unter mobile4ch.x21.ch geführt. Das hat den Vorteil, dass ich nicht abhängig von einer Datei auf einer Festplatte bin und meine Notizen immer dabei habe, sofern ein Webbrowser vorhanden ist, z.B. auch auf einem Smartphone. Die Daten habe ich noch etwas überarbeitet, mit CSS3 einige druckspezifische Modifikationen gemacht. Sie, werter Leser, haben das Resultat nun vor sich. Es verfügt teilweise über notizartigen Charakter. Es macht für mich jedoch keinen Sinn, alle Details zu formulieren. Sollten Sie jedoch Fragen dazu haben, können sie mich gerne kontaktieren unter z1@x21.ch.

Zu sehen ist hier die erwähnte Arbeit der Auftraggeber Joris Stemmle (Studierender Medienkunst) und Damian Fopp (Studierender Industrial Design)

Testboard Evaluation

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Bei der Evaluation des Testhardware standen folgende Kandidaten in der engeren Auswahl. Es ergab sich eine Rangliste:

  1. eZDSP TMS320C5515: erste Wahl, verfügt über vielfältige Möglichkeiten, insbesondere programmierbare USB-Schnittstelle und Micro-SD Slot.
  2. eZDSP TMS320VC5505: Geeignet, aber ohne USB und SD-Karten Unterstützung.
  3. Beagleboard: wenig Informationen vorhanden, Linux-basiert daher tendenzieller Universalrechner mit hohem Software-Overhead
  4. Arduino:  viel zu langsam

Portierung der SD-Card/FAT Software auf TMS320

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Ich bin bereits im Besitz einer unter Arduino laufenden Programmbibliothek (SDFATLIB) für den Zugriff auf ein FAT32-Dateisystem auf einer SD-Karte über SPI. Diese besteht im Grunde aus zwei Komponenten:

  • Zugriff auf SD-Karte via SPI-Schnittstelle
  • Zugriff auf ein FAT-Dateisystem

Davon gibt es eine vereinfachte Version (FAT16LIB). Diese werde ich zuerst portieren, um die Aufgabe etwas zu vereinfachen.

Auf der Seite des TMS320 finde ich einen Beispielcode für den Zugriff auf ein über SPI angeschlossenes ROM (SPIROM).

Es gibt zwei Ansätze, diese auf dem TMS320 zum laufen zu bringen:

  • Die SDFATLIB Bibliothek als Gesamtes mit möglichst wenig Codeänderungen für den TMS320 kompilieren.
  • Aufbauend auf den Code SPIROM die Bibliothek SDIFAT nachbauen

SDFATLIB als Gesamtes portieren

Um die Bibliothek für den TMS320 zu importieren, müssen folgende Schritte unternommen werden:

  • Besorgen und hinzufügen der AVR und Arduino include Dateien. Diese sind in der Arduino IDE beinhaltet.
  • Definieren des Types uint8_t in diversen Header-Dateien.

Die darauf folgende Fehlermeldung, es würden keine Arrays von Funktionen unterstützt, konnte ich nicht mehr beheben. Daher habe ich diesen Ansatz vorerst beiseite gelegt und verfolge nun den zweiten Ansatz.

Schlussendlich verwende ich nun die im Elektor-Beispiel bereit implementierte Portierung der FATLIB, die über die Treiber von DSP/BIOS auf die SD-Karte zugreift.

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