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その９・インターネットラジオを聴きたい（ほぼ解決編）

目次
　目的と経緯

　以下は、マイコンボードでインターネットラジオを再生することを模索した際の覚書です。

　長らくの懸案だった「H8でインターネットラジオを再生する」ですが、ほぼ達成する事が出来ました。（「ほぼ」というのが微妙ですが、詳細は「考察」参照。）
　それも、完全な「他力本願」で、です。
　使わせて頂いたソフトウェアは、以下のサイトで公開されていたものです。

　参考サイト(1)：電子工作: Network Appliance 2 rev.b

　サイト自体はPart 6当時から存じ上げていて、ソースもダウンロードさせて頂いていたのですが、当時はTOPPERS移行前だった事、また、移行後も（その頃は確か）本体部分のみの公開で、自分には動作環境（Makefile等）を一から構築する力がないので、再利用については諦めていました。
　ところが、最近（2012.03）になって再びアクセスしたところ、Makefile等もアップされていて、これなら自分にもなんとかなるかも、と思って再開した次第です。

　なお、作者様も言及されているとおり、若干の不整合（と、自分のハードウェア構成に合わせ込む作業）がありましたが、容易に対応可能でした。

　方針

　作者様とハードウェアの構成パーツは共通なので、基本的にはそのままで動く筈です。
　なので、まずは以下の方針で行くことにしました。
  1. ROM上での動作を想定しているが、RAM上で動作させる事とする。
  2. 作者様CPUボードのクロックが25MHzにに対して、こちらは20MHzのままなので、必要に応じてソースを書き直す。
    （jsp側は20MHzを想定しているので、特に何もしなくていい筈。）
  3. SDカードとボードの接続は、前回のテストでシリアル接続にしてあったので、そのまま使うこととする。
    （CSのみピンアサインが異なるので、ソースを書き直して対応。）
  4. MP3デコーダとボードの接続は、現状のピンアサインのまま、即ち、汎用ポート＆手クロック方式とし、ソースを書き直して対応。
  5. FTPやTelnet等、こちらでは必要ないものも含まれてるが、まずは動作確認が目標なので、手は付けない。
  6. DHCPにも対応しているようだが、ボードのIPアドレスは固定（192.168.1.200）とする。

　作業の記録

　以下は対症療法的試行錯誤の結果を整理したものです。漏れや何か問題がある可能性があります。

　＜ディレクトリ（フォルダ）の再編成＞
  1. TINETを使うので、その７ａ・TOPPERSに移行する（ネットワーク編）で作成したjspを用いる。
  2. jspを、~/Documents/h8-Toppers/netRadio/に置いた。
  3. NA2-src-20070701.tar.gzとNA2_etc_20100904.zipをダウンロードし、解凍。
  4. NA2_etc_20100904内のsrcを、NA2-src-20070701内のsrcで置き換え。
  5. NA2_etc_20100904をjsp内に移動し、（名前が長いので）NA2にリネーム。
　＜Makefileの編集＞
　注）以下は、CPUクロック=20MHz、VS1011eクロック=14.318MHzを想定しています。
  1. NA2/Makefile
    　以下の項目を書き換え
    # ターゲット名の定義
    CPU = h8
    #SYS = nkev_010h8
    #SYS = akih8_3048f
    SYS = akih8_3069f
    #SYS = akih8_3069f25
    TOOL =

    # 実行環境の定義（どれにも該当しない場合は，すべてコメントアウトする）
    # （ターゲット依存に上書きされる場合がある）
    DBGENV := GDB_STUB
    # DBGENV := ROM
    # DBGENV := TNCT_MONITOR

    # 共通コンパイルオプションの定義
    CDEFS := $(CDEFS) -DVS1011E_CLOCK=14318000
    #CDEFS := $(CDEFS) -DVS1011E_CLOCK=12288000
    #CDEFS := $(CDEFS) -DVS1011E_CLOCK=12000000

    # アプリケーションプログラムに関する定義
    vs1011e_util.o newlib_wrap.o を削除（ソースが存在しないため）
　＜ソースの編集＞
  1. NA2/tinet_app_config.h
    　H8ボードのIPアドレスを、自分の環境に合わせて設定 
    #ifdef SUPPORT_ETHER
#ifdef DHCP_CFG

#define IPV4_ADDR_LOCAL			MAKE_IPV4_ADDR(0,0,0,0)
#define IPV4_ADDR_LOCAL_MASK		MAKE_IPV4_ADDR(0,0,0,0)

#else	/* of #ifdef DHCP_CFG */

#define IPV4_ADDR_LOCAL			MAKE_IPV4_ADDR(192,168,1,200)
#define IPV4_ADDR_LOCAL_MASK		MAKE_IPV4_ADDR(255,255,255,0)

#define IPV4_ADDR_DEFAULT_GW		MAKE_IPV4_ADDR(192,168,1,1)
  2. NA2/src/na2.h
    　先頭部分に以下を追加 
    #include <t_services.h>
  3. NA2/src/na2.cfg
    　#define _MACRO_ONLY の下に、以下を追加 
    #include "na2.h"
  4. NA2/src/mmc_io.h
    　SDカードのCS信号ピンアサインに合わせた変更（ピンアサインが同じなら不要）／ハードウェアで論理が反転している？ので逆を指定 
    #define MMC_BIT_nCS		0

/* #define MMC_ENABLE_CS		(PBDR.BYTE &= (0xff - MMC_nCS))
#define MMC_DISABLE_CS		(PBDR.BYTE |= MMC_nCS) */
#define MMC_DISABLE_CS		(PBDR.BYTE &= (0xff - MMC_nCS))
#define MMC_ENABLE_CS		(PBDR.BYTE |= MMC_nCS)
  5. NA2/src/vs1011e_app.h
    　バッファサイズを拡張（インターネットラジオの音切れ対策の暫定値） 
    //#define MSG_BUF_SIZE			(1024*4)
#define MSG_BUF_SIZE			(1024*8)
/*
音声バッファのサイズ
*/
//#define VS1011E_BUFSIZE		(150*1024)
#define VS1011E_BUFSIZE			(240*1024)
  6. NA2/src/vs1011e_io.h
  7. NA2/src/vs1011e_access.h
  8. NA2/src/vs1011e_access.c
    　上記3ファイルについてはこちらを参照（これらはMP3デコーダの接続に汎用ポートを使用した事による変更であり、シリアルポートの場合は不要）
　ビルドする

　TINETを含むため、make-3.79を用いてビルドを行いました。（その７ａ・TOPPERSに移行する（ネットワーク編）参照）
$ cd /Users/hoge/Documents/h8-Toppers/netRadio/jsp/NA2
$ export PATH=/Applications/h8/Local/bin:${PATH}
$ /usr/local/bin/make clean
$ /usr/local/bin/make depend
$ /usr/local/bin/make
 注）2行目のexportは、gccの場所にパスを通すためのもので、あらかじめ設定してあれば不要。
　jsp.srecが、NA2フォルダ内に作成されました。
（数カ所でwarningが出ますが、そのままでも動作しました。最終的にはつぶしておいた方がいいとは思いますが…。）

　動作テストの前準備
注：以下の、Webブラウザでの操作に関する記述は当方の解釈によるもので、作者様の公開情報ではありません。そのため、不正確である可能性があります。
　本ソフトウェアの操作は、Webブラウザから行います。
　そのために必要なhtmlやcgiを、あらかじめSDカード上にコピーしておきます。
  1. SDカードのルートディレクトリに、「http」という名前のフォルダを作成
  2. NA2/src/sysinfoフォルダを、「http」内にコピー
  3. /http/sysinfo/image/sec/ を /http/sysinfo/ にコピー（コピーであって、移動ではない）
    （注：一部cgiがこの階層にある事を想定しているため。最終的にはソースを改変した方がいいとは思うが、動作確認優先のため、こうした。）
　また、音楽再生のために、MP3ファイルもコピーしておきます。
  1. SDカードのルートディレクトリに、「mp3」という名前のフォルダを作成
  2. 適当なMP3ファイルを、「mp3」内にコピー
    （注：ロングファイルネームには対応していないので、8文字の英数字にしておいた方が、後で分かりやすい。）

　動作テスト

　ビルドしたjsp.srecをMac-H8ToppersからH8 用簡易モニタにアクセスしてRAMに転送し、実行してみました。
　各タスクが起動して、指示待ち状態になる事が確認できました。
（オリジナルはROMに格納して起動するようになっていますが、RAM上でも問題ないようです。）

　ここで、Webブラウザを起動し、「http://192.168.1.200/sysinfo/image/control.htm」と打ち込みました。
（注：IPアドレスは、ここの設定に合わせます（DHCPについては未確認）。また、「http」はソフト内で付加するため、ここでは不要です。）

　コントロールパネルが表示されました。
　なお、ユーザ名とパスワードを要求されたら、SDカードの/http/sysinfo/image/sec/htaccessに書かれているものを指定（または、自分で追加）します。

　まずは、SDカード上に置いたMP3ファイルを再生してみました。
　コントロールパネル左ペインの「音楽一覧」をクリックして、表示される曲リストから、曲をクリックします。
　結果、音楽が再生されました。（ただし、64kbpsでエンコードしたもの。詳細は「考察」参照。）

　次に、インターネットラジオを再生してみました。
　コントロールパネル左ペインの「Webラジオの再生」をクリックして、表示される画面で局を指定します。（IPアドレス指定の方）
　結果、ラジオが再生されました。（ただし、64kbpsの局。詳細は「考察」参照。）

　あと、システムログがSDカード上に書き込まれるのですが、これも確認できました。

　考察

　音楽再生について、当初は、SDカード／インターネットラジオとも、ノイズ混じり＆スロー再生になってしまいました。

　まずはSDカードですが、ノイズ混じり＆スロー再生ではあるものの、演奏が途中で途切れる事はありませんでした。
　つまり、以前からの懸案であった「再生中はデータの取得が止まる」という問題点はクリアできている、と見て良さそうでした。
　これは、マルチタスクの威力（データ取得とデコーダへの送出は、メールボックスを介した別タスクになっている。）と考えられ、また同時に、データ送出における手クロック方式がダメ、ということもなさそうです。

　ここで、MP3ファイルの仕様を確認してみたところ、128kbpsでエンコードされていました。
　作者様のサイトでは、MP3ファイルは192kbpsまで確認済とのことですが、この辺はクロック差やROM/RAMの違いが関係している可能性もあります。
　そこで、試しにビットレートを64kbpsに落としたMP3を作成して再生してみたところ、…、正常に再生されるようになりました＼(^_^)／。

　次にインターネットラジオですが、調べてみたところ、接続した局は128kbpsでした。
　同じく作者様のサイトでは、インターネットラジオは128kbpsまで確認済とのことですが、こちらもSDカードと同じ状況である事が考えられたので、64kbpsの局を探し出して再生してみたところ、…、正常テンポで再生されるようになりました。

　ただし、やたらと切れます。
　そこで、バッファサイズを少し弄ってみたところ、…、かなり改善されました＼(^_^)／。（時々切れますが、BGMとしてなら、さほど気にならない程度。）

　高ビットレートに対応できていない可能性として考えられるのは、
  1. クロックの違いによるCPU処理能力の差。
  2. ソフトウェア本体を、ROMではなく、RAMに置いている。
  3. MP3デコーダをシリアルポートではなく、汎用のポートに繋いでいることが、実は災いしている。
  4. 各種バッファサイズやタイミング設定が、自分の環境にマッチしていない。または、カスタマイズ漏れがある。
　確実なのは、ハードウェア環境を作者様と同じにしてみることですが、当面はより簡便なソフトウェア周りのチューニングかな、という感じです。

　あと、音量の変更は、再生中も可能ではあるのですが、実行まで結構時間がかかりました。（タスクが待たされる？）
　また、なぜかstopは、再生が終わってから実行されました。
　この辺も、自分の環境へのアジャストが十分でない感じです。

　とまぁ、若干の積み残しはありますが、いずれにしてもこのソフト、凄すぎます。
　積年の懸案が、一挙に（ほぼ）解決してしまった事は、衝撃以外の何物でもありません。作者様に大感謝です。

　今後の課題

　短期的には、
　・各種バッファサイズやタイミング設定のチューニングと、カスタマイズ漏れのチェック。
　・（自分にとって）不要な部分の整理。
　中長期的には、
　・MP3デコーダの、シリアルポートへの繋ぎ込み。（ケーブル周りの工作）
　・クリスタルの交換。（20MHz＞25MHz）
　・ROM化。（スタンドアローン化の予定は今のところないので、書き込み制限を考えると、あまりやりたくない。）

　といったところでしょうか。

　「その９ａ・I/OボードのLCDとLEDを使えるようにする」へ続く

　お世話になったサイト

　有用なソフトウェアおよび貴重な情報をご提供頂いている皆様に、お礼申し上げます。（以下、順不同）

　参考サイト(1)：電子工作: Network Appliance 2 rev.b

　更新履歴

　2012.03.31　「今後の課題」にリンクを追加。
　2012.03.19　新規作成

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