Во второй половине 2021 я решил, что неплохо бы посвятить некоторое время изучению синтеза звука и open-source проектов в этой сфере. Это чересчур глубокая тема, особенно для человека, который из музыкальных инструментов держал в руках только деревянные ложки.
Для этого исследования я выбрал максимально прикладное направление: «За полгода я попробую из говна и ниток собрать больше десятка open-source синтезаторов по схемам найденным в интернете.» Такая амбициозная, дорогостоящая и вызывающе-бессмысленная цель позволит мне одним мощным рывком перескочить через кривую обучения быстро превратившись, если не в Жана-Мишеля Жара, то хотя бы в Папу-Срапу. Но, скорее всего, нет.
Я даже завёл канал в Телеграме, чтобы история моих страданий украшала интернет вечно.
Триггером к старту послужило необычное устройство, на которое я наткнулся случайно — Norns от Нью-Йоркской команды Monome. Ребята начинали ещё на Arduino, а теперь продают довольно простые, с точки зрения электроники, устройства которые стоят по $800. Но в 2021 их нет в свободной продаже по причинам описанным ниже.
Фотка собранного Norns kit с сайта Monome. Цена $280, но этих китов нет в свободной продаже.
Norns — это музыкальный компьютер построенный на базе Raspberry Pi. Главное в нём не железо, а открытый софт, который сравнительно простым образом позволяет создавать музыкальные приложения на языке Lua для движка Supercollider. В этих приложениях можно использовать все имеющиеся на устройстве контролы и потрясный OLED дисплей. О боже, как он хорош.
Закупка ингредиентов
С этого девайса я решил начать своё путешествие. Проверил исходники и заказал платы, а за ними и компоненты. Если вы когда-то заказывали мелкие компоненты по десяткам позиций, то знаете какая это боль и сколько времени съедает. Я пошёл дорогим и ленивым путём — заказал всё в Mouser. Меня привлекло то, что почти всё было в одном месте.
1 Это значит там реализован не только аудиовыход, но и линейный вход
2 Кажется, выпущена в 2015.
Единственное, чего не нашлось в Маузере — аудиокодека. Кодек Cirrus Logic CS4270 — это ключевой элемент платы, превращающий её в звуковую карту для RPi. При этом сама микросхема, хоть и находится в продаже давно, несёт на борту одновременно ЦАП и АЦП1 и обладает довольно прогрессивными для своего времени2 характеристиками.
Микросхема до сих пор производится, и в нормальной ситуации стоит около 4 баксов. Но нормальная ситуация закончилась примерно полтора года назад, когда все закрылись по домам и, перестав сжигать деньги в барах и путешествиях, стали покупать всякий хлам на Амазоне, а производители не успевали его штамповать. В общем, сейчас этот кодек можно купить у крупных реселлеров по нормальной цене, но со сроком доставки от 90 дней. У Маузера срок исполнения для них 52 недели. Ровно 1 год. Ого.
После поверхностного анализа рынка я заказал этот кодек на Али примерно за $15. Что может пойти не так?
Всё идёт не так
После сборки устройства я увидел на экране надпись “Supercollider fail”. После короткой локализации выяснилось, что это чересчур общая ошибка. Это такой местный аналог Segmentation fault — ошибки означающей «что-то пошло не так, я не знаю что именно, но работать не буду». Я подключился к плате по SSH и при помощи dmesg довольно быстро выяснил, что Суперколлайдер не запускается из-за того, что система не может найти звуковую карту за которую на плате отвечает кодек CS4270. И это, внимание, ↓
Единственный компонент, который я купил на Али!
— «Совпадение?!» 🤔 🈲 🤔 ㊙️ 🤔
— «Ну конечно же совпадение!», подумал я, — «Я просто всё херово припаял!».
Во время загрузки операционка предпринимает несколько попыток обратиться к кодеку. Все проваливаются.
3 Хотя её качество не вызывало сомнений с самого начала.
За следующие пару дней в попытках запустить устройство я сделал приблизительно всё. По традиции проверил питание и сигнальные линии. Прозвонил все дороги на плате, сверился с разводкой. Прочитал даташиты на кварц и кодек в надежде на то, что допустил какую-то детскую ошибку. Поправил пайку3 в местах где это было возможно. Теперь она была в том состоянии, когда руками её можно сделать только хуже, лучше — нельзя. Я даже заменил кварц просто потому что у меня был один лишний.
Часто Supercollider fail вызвана некачественным монтажом кварца. Не мой случай: кварц исправно работает.
4 Тут нужно сказать, что встретить бракованную с завода микросхему это примерно как встретить гренландскую акулу по пути в Пятёрочку. Такое возможно лишь теоретически.
Ситуация начинала выглядеть по-настоящему странной, а шансы того, что кодек был нерабочим ещё до того как попал ко мне, росли с каждой, потраченной на решение этой проблемы, минутой.4
Минутка реальной реальности
На самом деле заказ электронного компонента в маркетплейсе вроде Али, при полном его отсутствии у благонадёжных реселлеров — тревожный звоночек. Уже на следующий день после заказа, я решил изучить явление подробнее и наткнулся на такое видео:
5 не высокий
Если коротко: существует спрос5 на микросхемы, которые давно не выпускаются. Например, на старые микросхемы-синтезаторы Yamaha YM2612, которые устанавливались в приставки Sega Genesis и которые сейчас используют для написания «аутентичной» chiptune музыки. Yamaha выпустила последний такой чип в 1994. Сегодня их можно купить из старых партий, которые каким-то чудом завалялись на складах, выпаять из старой техники, или купить на том же Али. Но откуда они на Али?
6 Который сами же когда-то произвели — ух как удобно
У китайцев этих микросхем много потому что они активно покупают у всего мира электронный мусор6 для переработки даже не смотря на то, что за последние 20 лет у них на собственной территории этого мусора накопилось в избытке. Они выпаивают микросхемы со старых плат довольно варварским способом и потом могут переиспользовать, или перепродавать самые ценные из них. В цивилизованном мире такие компоненты называются словом refurbished — «восстановленные». В реалиях китайских маркетплейсов вам вряд ли кто-то сообщит об этом заранее.
Проблема в том, что иногда такие компоненты частично, или полностью не работают. Ещё бы: для их добычи всю плату погружают в лужу расплавленного припоя температура которой 300-500 °С, а потом просто сбивают с платы ударяя ей с размаха о что-то твёрдое. В общем, получается какой-то ресайклинг курильщика.
7 Корпуса микросхем стандартизированы.
Помимо просто нерабочих экземпляров таким образом можно купить и настоящие фэйки. Китайцы следят за моделями на которые есть спрос и подделывают их довольно сложным способом. Они находят микросхемы в схожих корпусах7. Не без смекалки перекрашивают их какой-то industrial grade жижей и потом просто гравируют на поверхности те маркировки, за которыми охотятся восьмибитные энтузиасты.
Ни одна из площадок не будет возвращать вам деньги без доказательств. В случае с перемаркированной микросхемой вам понадобится упорно тереть её ацетоном чтобы заметить разницу.
Я тоже проверил кодек ацетоном. Правда, без особых надежд и каких-то результатов. В моём случае корпус TSSOP-24 популярен до сих пор, технология его производства давно адаптирована всеми. А значит недобросовестным продавцам достаточно просто купить мешок пустых болванок и нанести на них гравировку не заморачиваясь со сложной процедурой перекраски.
Знатокам все эти трики давно известны. В комментариях на Али часто можно встетить отзывы типа: Working. Refurbished. Not remarked.
Самое смешное, что кодек CS4270 это микросхема которую, в отличие от синтезаторов Sega Genesis, Cirrus Logic не снимала с производства. Самый короткий срок поставки на неё у крупного реселлера — 90 дней. Её нет в свободной продаже просто потому что «кризис полупроводников». Помните как в прошлом году любую херню можно было объяснить магическим заклинанием “Because of coronavirus situation” и никто не мог ничего возразить? В этом году мы постоянно слышим на митингах “Due to global IC shortage”.
Чем всё закончилось?
Я не мог позволить себе так больно споткнуться на первом же синтезаторе и всё бросить. Поезд страданий не должен останавливаться из-за такой ерунды как глобальный кризис полупроводников. Поэтому я предпринял следующее:
- Заказал несколько кодеков с длинным сроком поставки у благонадёжного поставщика. Пусть и очень поздно, но я заполучу оригиналы.
- Открыл спор на Али по поводу первого заказа.
- Нашёл человека, который уже покупал кодек на Али, получил рабочую микросхему и мог рекомендовать мне продавца.
Продавец первого кодека сразу отказался со мной общаться, а сама площадка предсказуемо и великодушно предложила вернуть мне на счёт 0 рублей. Не то чтобы я верил в их здравомыслие так что исходу не удивился. Кроме того: у меня на тот момент правда не было неопровержимых доказательств того что продавец торгует фэйками. «Возможно, я сам убил микруху, например, статикой, или каким-то неудачным перегревом», думал я. Шансы такого очень низкие но не нулевые.
Площадка вершит своё китайское правосудие
8 Refurbished.
Новый продавец сразу же пошёл на контакт и честно сообщил, что микросхемы, которые он продаёт «восстановленные»8, но полностью рабочие. Это значит что они были сняты со старой техники. Каким методом — неизвестно. Я заплатил ему около $23 за штуку.
Когда я получил второй кодек, то сразу же заметил разницу с первым:
- Вторая микросхема пришла в обычном зип-локе. На её ножках были следы припоя. В то время, как первый кодек был упакован в tape reel и выглядел полностью новым.
- Отметка первого пина значительно бо́льшего диаметра, чем на первом. Считаю это ключевым отличием, которое по-настоящему дорого подделывать.
- Гравировка выполнена в других пропорциях и выглядит значительно контрастнее.
- Не примелькавшийся date code, а не AAC0FR1412, который я видел уже на тысячах фоток из интернета.
- С обратной стороны есть отметка “CN”, в то время как на первом экземпляре гравировки нет, зато есть отметка съёмника из тулинга.
Но главное: сразу же после установки второго кодека всё заработало.
Я не знаю чем на самом деле является микросхема, которую мне продали в первый раз. Может быть это какой-то сдвиг-регистр или драйвер. Её ноги никак не соответствуют даташиту CS4270, а для того чтобы определить назначение микрухи при помощи одного осциллографа у меня недостаточно навыков. В любом случае это серьёзное исследование, целесообразность которого под вопросом.
Короткие выводы
9 Продавец, который прислал мне подделку, по всем формальным признакам выглядел гораздо солиднее, чем второй, который прислал оригинальный чип.
- Если вы вынуждены покупать микросхемы на китайских маркетплейсах, то это само по себе подозрительно. Деньги за них вам, скорее всего, не вернут.
- Если всё же решились, то изучайте не продавца9, а поговорите с реальными покупателями. Отзывы на товар тоже могут быть фэйком.
- Рассмотрите опцию снять микросхему с устройства или модуля в котором они раньше использовались и которое можно недорого купить с рук.
- В 2021 всё на столько сломалось, что люди готовы тратить время на подделку копеечных микросхем для ритейла. Т.е. они продают их десятками штук, но не десятками тысяч штук. Профит от этой затеи крайне скромный.
В качестве завершающей картинки хочу привести скриншот комментария к моему посту на «Линиях»:
Мне нечего добавить.