Raspberry PI3 e DAC USB: un matrimonio che non s'ha da fare?

Da scontin Mer 20 Dic 2017 - 2:17

Ciao a tutti.

Sono ormai mesi che testo il Raspberry come fonte per la nostra amata musica.

Già un anno fa un amico era rimasto perplesso dalla qualità del Raspberry collegato ad un DAC USB di qualità.

Recentemente la cosa mi è stata nuovamente segnalata da un'altra persona, così ho deciso di approfondire.

Negli ultimi 2 mesi ho fatto parecchie prove, giungendo alla conclusione che in effetti un Raspberry collegato ad un DAC via USB ha una qualità di riproduzione inferiore ad un PC, anche in presenza di reclocker come l'Ifi Ipurifier2.
Il risultato sonoro è meno definito, con meno particolari in evidenza ed un microdettaglio inferiore.

Alla fine ho scoperto qual è la causa:

http://www.raspyfi.com/anatomy-of-a-pi-usb-audio-quality-and-related-issues-on-pi/

L'articolo è vecchio, ma vale pure per i Raspberry PI3.

Il bus USB del chip Broadcom BCM2837, condiviso anche dalla scheda di rete, perde pacchetti, specialmente in presenza di grandi quantità di dati trasmessi.
E' un problema hardware, quindi non risolvibile.

Qui

https://www.raspberrypi.org/forums/viewtopic.php?t=166645

un utente dice

"The 'only' way to get HiFi sound is via an add-on DAC (I2C) 'hat' = for example the pHAT DAC (was £8 from PIMORONI on Friday)

The 'stereo' socket delivers the equivalent of about 6bit (rather than 16 bit) and all USB devices suffer 'drop outs' == the Pi SoC has ONE SINGLE USB port so all USB and Ethernet activity has to 'fight' for the single set of i/o wires .. which leads to many dropped and repeated packets ... which only a keyboard / mouse or USB sound device is going to notice .."

Confermo il suo giudizio. Cool

(Non per i 6 bit, ma questo è un altro discorso.................)

L'unica maniera di usare il Raspberry come fonte audio di qualità è far uso di una scheda I2C.
Per collegarlo quindi ad un DAC si può utilizzare una scheda tipo l'Allo DigiOne che fornisce una coassiale elettrica SPDIF e tramite un reclocker ne rende bassissimo il jitter.

Da voolkano Mer 20 Dic 2017 - 12:20

Riporto la mia esperianza...
da qualche settimana sto testando il raspberry Pi3 con addirittura due DAC usb, uno per le alte frequenze ed uno per le basse. Streaming Spotify tramite raspotify (librespot) e Crossover tramite brutefir.
Le prime prove le ho fatte su una raspbian liscia ed era inascoltabile: ritardo anche di 6 o 7 secondi nell'avvio dell'audio (un pò brutefir ne introduce ma così è troppo) e continui fenomeni di stuttering.
Qualche giorno fa sono passato alla DIETPI, distribuzione leggerissima e con tanti SW già ottimizati tra i quali proprio raspotify e brutefir.... insomma, tutti i problemi sono spariti, funziona benissimo: si sente bene, il ritardo nell'audio è minimo e niente stuttering.
Non so se i problemi riscontrati sulla raspbian fossero dovuti alla usb o alla mancata ottimizzazione della distribuzione, ne so se la DIETPI contiene già qualcuno di questi workaround indicati per la usb, fatto sta che così funziona molto bene.
Ciao

Da scontin Mer 20 Dic 2017 - 13:11

Forse non sono stato chiaro.

Io non avevo nessun problema di ritardi, stuttering, rumori o similia con i miei impianti.

Ma il problema che ho descritto è HARDWARE.

Nessun software può risolverlo.

Ogni tanto, specie se c'è alto traffico di dati sui bus, si perdono pacchetti. Con ovvio degrado della qualità sonica.

Quanto poi sia rilevante il degrado, dipende da molti fattori.

Da voolkano Mer 20 Dic 2017 - 14:20

scontin ha scritto:Forse non sono stato chiaro.

Sei stato chiarissimo... ti riportavo solo la mia esperienza con l'argomento del thread, sperando che potesse servire a qualcuno.

aggiungo che io non uso la porta ethernet ma solo il wifi, forse questo aiuta.
Ciao

Da scontin Mer 20 Dic 2017 - 14:23

voolkano ha scritto:Sei stato chiarissimo... ti riportavo solo la mia esperienza con l'argomento del thread, sperando che potesse servire a qualcuno.

aggiungo che io non uso la porta ethernet ma solo il wifi, forse questo aiuta.
Ciao

Si, probabilmente aiuta.

Grazie della testimonianza Laughing

Da alexdz Mer 20 Dic 2017 - 15:01

Premetto che non ho un Rpi3 ma un Rpi2 al quale ora è accoppiato una scheda I2C dac dell'IQAudio. Ma prima di questo dac, quando acquistai l'Rpi, avevo usato un semplicissimo dac usb cinese di poche pretese.
Devo dire che non ho mai avvertito problemi audio che fossero riconducibli alla condivisione del bus usb/rete (nel mio caso non uso la porta ethernet ma la connessione è realizzata tramite un dongle wi-fi usb).
Ciò non toglie che la condivisione del bus tra usb ed ethernet è da sempre un collo di bottiglia dell'archiettura del Rpi; forse in alcuni contesti i problemi di questa impostazione sono più evidenti.

Ovviamente il dac collegato via I2C è tutta un'altra cosa, non solo perché esente dal problema in questione, ma per sue qualità proprie.

Da c3kkos Lun 12 Nov 2018 - 13:21

Riuppo questo topic per esprimere il totale disaccordo con le affermazioni riportate.

Vorrei inoltre riportare sui binari i signori del "windows suona peggio, linux suona meglio ecc ecc ecc"

a parità di drivers E segnale audio NON ripartito su mixer software, la riproduzione bit perfect, IN AMBITO DIGITALE è matematicamente oggettivamente identica.

La storia del chipset che perde i pacchetti è una bufala cosmica.

O meglio una mezza verità. Il NIC perde pacchetti, ho verificato anche io, siamo in percentuale sullo 0,0001%.

La perdita è dovuta principalmente al medium ovvero il mezzo di trasmissione -cavo-.

Detto questo, ho trasferito poco meno di 1 terabyte di dati usando IL WIFI tra due hard disk, uno dei quali connesso al raspberry3, e non UN errore è comparso. Devo dire che il segnale wifi era ovviamente piu che discreto, e che durante il processo non v'è stata interferenza alcuna di nessun tipo.

Inoltre ancora, il mio setup personale di raspberry3 renderer, con connesso douk dac, con gstreamer e gmrender-resurrect suona esattamente come quando è invece connesso a windows e foobar.

C'è tantissima fuffa in giro, uno dei motivi per cui ho smesso di leggere il forum.

Prima di tornare nella fossa voglio citare un utente qua sopra:

Le prime prove le ho fatte su una raspbian liscia ed era inascoltabile: ritardo anche di 6 o 7 secondi nell'avvio dell'audio (un pò brutefir ne introduce ma così è troppo) e continui fenomeni di stuttering.

Un ritardo di 6-7 secondi è sintomo di tante brutte cose, tipo cattiva ricezione o peggio manipolazione software del segnale -resampling, processing, NO bit-perfect playback- quindi qualsiasi altra analisi che arriva dopo è utile come la forchetta nel brodo.

Saluti

Da Jei Mar 16 Feb 2021 - 16:43

Scusate per necroposting ma ritengo utile e sensato proseguire in questo 3D. Premetto che non ho alcuna esperienza con Raspberry e musica liquida e non sono molto competente in materia, spero quindi che le mie domande non siano stupide.

Ho compreso che il problema dell' hub condiviso tra usb e lan comporta una perdita di qualità, quindi è preferibile l'utilizzo di Dac Hat ( o collegare un eventuale DAC esterno tramite DigiOne).

-Ma lo stesso problema non si pone se i file da riprodurre sono in un HD o SSD esterno collegato via USB?
-E' possibile e preferibile tenere i file nella Micro SD?
-Se non si utilizza la porta LAN, in teoria il problema dell' hub condiviso non dovrebbe comportare conseguente negative al traffico dati via usb, giusto?
-Qual'è in tal senso la soluzione migliore per ovviare a questo problema?

Da Jei Mar 16 Feb 2021 - 17:21

quando nel messaggio precedente scrivo "HUB" condiviso, intendevo BUS
(m non si possono modificare i messaggi??)

Da bonghittu Mar 16 Feb 2021 - 17:28

Jei ha scritto:
-Qual'è in tal senso la soluzione migliore per ovviare a questo problema?

Pi4 e DAC USB.

Da scontin Mar 16 Feb 2021 - 17:30

Il Raspberry Pi4 NON ha più il problema del bus condiviso USB/Ethernet.

IMHO, a meno di usare una Allo Digione Signature alimentata in lineare, l'USB col Pi4 è valido.

Da Jei Mar 16 Feb 2021 - 18:09

Possiedo già un Raspberry Pi 3 b+.
Per questo motivo vorrei capire bene questo aspetto.

Da scontin Mar 16 Feb 2021 - 19:05

Allora, su TUTTI i Raspberry precedenti al 4, c'è un problema di interrupts sul bus USB.
Motivo per il quale anche un kernel Real Time ha sempre dato problemi.
Usando il Wi-Fi si mitiga ma NON sparisce.
Con i file su micro-SD qualche interrupt in meno.

Detto questo, dipende sempre da tutto il resto dell'impianto sull'importanza di un oggettivo problema.
Personalmente, uso Digione Signature e Katana sui miei impianti.

Da Jei Mar 16 Feb 2021 - 19:15

e se non usassi ne Lan ne Wi-fi e mi interfacciassi al Raspberry collegandoilo via HDMI ad uno schermo? (in caso dovrei utilizzare mouse e tastiera wireless, che non so se danno altri disturbi)

Da scontin Mar 16 Feb 2021 - 19:18

Spegnere il bus USB è impossibile.
Quindi ritengo che il meno peggio sia il Wi-Fi con file su Micro-SD.
L'HDMI mi pare una soluzione poco funzionale.

Da Jei Mar 16 Feb 2021 - 19:25

Wi-Fi con file su Micro-SD: recepito, grazie.
Coimunque per me non sarebbe epr nulla pooco funzionale (intendo a livello pratico), collegare il raspberry via HDMI ad uno schermo, anzi tutt'altro, dato che intendo spostare l'impianto in salotto davanti al divano, proprio sotto alla televisione.

Da Jei Mar 16 Feb 2021 - 19:29

Televisione alla quale è anche collegato il PC che uso abitualmente, e dal quale sto scrivendo ora. Un'altra opzione infatti sarebbe quella di usare il PC come sorgente ma mi sembra di aver capito che un dispositivo dedicatoi sia più indicato. Eventualemnte avrei anche un secondo PC, sempre fisso, che volendo potrei destinare alla sola riproduzione musicale, ma non so se sarebbe un upgrade o un downgrade rispetto al rasp.

Da moonlght Mar 16 Feb 2021 - 22:12

scontin ha scritto:Ciao a tutti.

Sono ormai mesi che testo il Raspberry come fonte per la nostra amata musica.

Già un anno fa un amico era rimasto perplesso dalla qualità del Raspberry collegato ad un DAC USB di qualità.

Recentemente la cosa mi è stata nuovamente segnalata da un'altra persona, così ho deciso di approfondire.

Negli ultimi 2 mesi ho fatto parecchie prove, giungendo alla conclusione che in effetti un Raspberry collegato ad un DAC via USB ha una qualità di riproduzione inferiore ad un PC, anche in presenza di reclocker come l'Ifi Ipurifier2.
Il risultato sonoro è meno definito, con meno particolari in evidenza ed un microdettaglio inferiore.

Alla fine ho scoperto qual è la causa:

http://www.raspyfi.com/anatomy-of-a-pi-usb-audio-quality-and-related-issues-on-pi/

L'articolo è vecchio, ma vale pure per i Raspberry PI3.

Il bus USB del chip Broadcom BCM2837, condiviso anche dalla scheda di rete, perde pacchetti, specialmente in presenza di grandi quantità di dati trasmessi.
E' un problema hardware, quindi non risolvibile.

Qui

https://www.raspberrypi.org/forums/viewtopic.php?t=166645

un utente dice

"The 'only' way to get HiFi sound is via an add-on DAC (I2C) 'hat' = for example the pHAT DAC (was £8 from PIMORONI on Friday)

The 'stereo' socket delivers the equivalent of about 6bit (rather than 16 bit) and all USB devices suffer 'drop outs' == the Pi SoC has ONE SINGLE USB port so all USB and Ethernet activity has to 'fight' for the single set of i/o wires .. which leads to many dropped and repeated packets ... which only a keyboard / mouse or USB sound device is going to notice .."

Confermo il suo giudizio.
(Non per i 6 bit, ma questo è un altro discorso.................)

L'unica maniera di usare il Raspberry come fonte audio di qualità è far uso di una scheda I2C.
Per collegarlo quindi ad un DAC si può utilizzare una scheda tipo l'Allo DigiOne che fornisce una coassiale elettrica SPDIF e tramite un reclocker ne rende bassissimo il jitter.

Puoi fare alcune prove nel caso la tua immagine non sia aggiornatissima:

1) dwc_otg.fiq_fix_enable=1 dwc_otg.microframe_schedule=1 dwc_otg.nak_holdoff_enable=1

2) forzare la velocità della porta usb a 12 Mbps dwc_otg.speed=1

3) dwc_otg.fiq_split_enable=0

4) provare un kernel realtime

ti lascio qualche link:
http://www.machinekit.io/docs/getting-started/install-rt-kernel-RPi2/
https://community.volumio.org/t/fixes-for-common-usb-dac-problems-with-rpi/350

Da Jei Mer 17 Feb 2021 - 11:25

Grazie moonlght, ma per me è Arabo! Comunque proverò a leggere e studiare un po' a riguardo. Credo comunque sia oppurtuno aprire un 3D dedicato perchè ho molti dubbi sull'utilizzo del Raspberry come sorgente. Ci vediamo di la'! Grazie a tutti

Da embty2002 Gio 18 Feb 2021 - 9:04

Anche io avevo riscontrato questa perdita di qualità dalla porta usb con la distribuzione Moode che uso. la qualità migliore del raspberry l'ho potuta constatare tramite la digione e immagino che anche con le altre schede dac I2S la situazione sia altrettanto favorevole.
non mi va di smanettare sul software linux e questo punto anche se non sono ferrato sull'argomento, penso che la nuova Pi4 che ha un doppio Bus per rete e USB possa risolvere i problemi sopra riscontrati.
per chi come me usa I2S la Pi3 basta e avanza

Da misterGI Ven 19 Feb 2021 - 18:09

per conoscenza...con un hard disk collegato alla usb del Pi3 e il DAC usb non ho mai avvertito problemi di qualità, sia con volumio che con rune

Da embty2002 Dom 21 Feb 2021 - 18:54

misterGI ha scritto:per conoscenza...con un hard disk collegato alla usb del Pi3 e il DAC usb non ho mai avvertito problemi di qualità, sia con volumio che con rune

Chiavetta usb collegata al raspberry e uscita coassiale della digione; già rispetto ai file presi dalla scheda di rete sul nas il degrado era evidente.

Da Firace Dom 21 Feb 2021 - 21:09

Esperienze bizzarre..

Da ally Lun 22 Feb 2021 - 11:41

c'è da dire che l'articolo postato è del 2013 (broadcom BCM2835 single core 700mhz 256/512MB Ram prezzato a 25 dollari) quando il software e l'hardware erano veramente acerbi. Con Volumio connesso al DAC dell'alientek non riscontro problemi di sorta su un RP3...

Da embty2002 Lun 22 Feb 2021 - 17:17

leggendo in giro riguardo il mondo raspberry, il flusso audio via rete da un Nas è di gran lunga il più gettonato e ci sarà un motivo visto che le porcherie dei disturbi sull'alimentazione che entrano dalla usb non le dico io che non ne capisco nulla, ma gente che sa davvero.