Asynchronous USB

[dimitre]

А можно ли вообще вывести звук из компа на внешний DAC по SPDIF или USB, чтобы слушать без слёз

Я вообще теоретик, ничего сложнее чем перевести аппарат с 110 на 220 своими руками не делал.
Пытался понять, есть ли решение проблемы.

Понял, что вариантов вообще немного: USB, Firewire, SPDIF и Ethernet/Wi-Fi.
Долгое время не мог понять, откуда вообще проблемы с выводом цифры, ведь все 0 и 1 доходят до места назначения без вопросов. Все беды от того, что сигнал, который передается из компьютера в DAC состоит из двух компонентов — данные (0 и 1) и clock.

Подробно тут — http://en.wikipedia.org/wiki/Biphase_mark_code
Плохие clock в компьютере неизбежны, качество блоков питания в компе посредственное.

SPDIF
Ровно поэтому качество SPDIF Toslink фиговенькое:
streamed output from Mac Book Toslink 1607ps S/PDIF
streamed output from Apple Airport express Toslink 2418ps
Более-менее хорошее — это ~200ps и меньше.

USB
В USB-аудио используется изохронный режим передачи из шину USD. Изохронный - это значит что компьютер полностью контролирует передачу данных. При этом есть три режима синхронизации (передачи clock):

Synchronous: in this mode the readout clock is directly derrived from the 1KHz frame rate. There is a PLL that takes in the start of frame signal and genrates a clock. Using this scheme its rather difficult to generate 44.1, but very easy to generate 48KHz. This is a primary reason why many early USB audio devices only supports 48KHz, they used this mode. As you can guess this mode is very susceptible to jitter on the bus, pretty much anything that causes the output from the host to be jittered (PS noise, vibrations, interference etc) AND things that can cause jitter on the interconnect (interference, reflections, ground noise etc) will wind up with jitter on the readout clock.

Adaptive: in this mode the clock comes from a separate clock generator (usually implemented as a PLL referenced by a crystal oscillator) that can have its frequency adjusted in small increments over a wide range.

Значит clock тоже в руках USB-чипсета, не стоит ждать выдающихся результатов.
А если посмотреть результаты замеров джитера для разных USB-чипсетов, то вообще хочется купить себе CD-транспорт.

Asynchronous: in this mode an external clock is used to clock the data out of the buffer and a feedback stream is setup to tell the host how fast to send the data. A control circuit monitors the status of the buffer and tells the host to speed up if the buffer is getting too empty or slow daown if its getting too full. Note this is still isochronous, the host is continuousley sending samples, there is no "per packet handshake" going on. Since the readout clock is not dependant on anything going on with the bus, it can be fed directly from a low jitter oscillator, no PLL need apply.



Асинхронный режим выглядит как решение всех проблем. Трудность в том, что почти не USB-чипсетов, которые бы без затрат реализовывали это решения.
Gordon Rankin из Wavelength написал firmware для USB-чипсета TAS1020B.
Измеренный им уровень джитера Async USB module TAS1020 — 78.2ps. Поразительно.

Код firmware для USB-чипсета TAS1020B лицензировала Ayre и выпустила свой DAC — Ayre QB-9 (очень понятный whitepaper http://www.ayre.com/pdf/Ayre_USB_DAC_White_Paper.pdf)


Можно ли у нас такое сделать? Я бы точно купил асинхронный USB-конвертор с хорошим питанием клока и выходом SPDIF RCA.

Ссылки:
USB audio spec and jitter
http://www.audioasylum.com/forums/pc...ages/7719.html

Async mode breakthrough for USB DACs!
http://www.head-fi.org/forums/f46/async-mo...sb-dacs-271356/

Wavelength Audio Brick
http://www.6moons.com/audioreviews/w...4/brick_2.html
http://www.6moons.com/audioreviews/w...2/brick_2.html

The D/A diaries: A personal memoir of engineering heartache and triumph
http://www.planetanalog.com/showArticle.jh...icleID=12801995

Ayre USB DAC
http://www.head-fi.org/forums/f46/ayre-usb...787/index2.html
http://www.ayre.com/pdf/Ayre_USB_DAC_White_Paper.pdf

24/96 async USB 2.0 solution with Pace-Car 2
http://www.audiocircle.com/circles/i...?topic=64017.0

Дмитрий

[Ant-125]

Nikkov,
похоже там проблема в том, что для 24 бит минимально возможный мастерклок - 384*fs

[MegaElektronik]

Задался както реализацией USB audio девайса с синхронизацией от внешнего (своего) генератора с малым джиттером. Запустил АЦП и ЦАП, 24 бит/192кгц. USB на Cypres CY7C68013 (вроде так). Hi-speed bulk сделал (12 Мбайт/сек). С дескрипторами разобрался. Также применил ПЛИС чтоб из паралельного порта сделать I2S - преобразоватеть работает. Соответственно режим нужно с обратной подстройкой потока из компутера, но в спецификации USB Audio 1.0 потдержки нет, а USB Audio 2.0 не потдерживается ни в одном Windows-е (отправлял запрос по мейлу в майкрософт - сказали нет и непредвидится). Вопрос встал в написании собственных драйверов с потдержкой всех режимов и соответственно:
1. Переключение режимов дескритизации
2. Работа АЦП и ЦАП на разных частотах (например 44.1 и 48) - только они завязываются
3. Программка для мониторинга текущего состояния
4. Реализация коррекции скорости потока
5. Служебная информакция (ну например управление аттенюатором громкости на реле)
6. Ну и т.д.

В результате не хватило не знананй про Audio в windows, не времени... так макет и лежит на полке год....



PS: Вывод звука получился, но из за отсутствия синхронизации клока периодически менялись каналы между собой. Еще одна особенность - в windows есть свой ASRC, но как он запускается и при каких условиях - боооольшой вопрос. Слушал через WinAmp.

По поводу VIA Vinyl EnvyUSB 2.0 Audio Controller... Делал запрос в VIA. Даташит и другую инфу дают после подписания NDA. Подписать пытался, но после выяснения что я не крупная компания все заглохло и на запросы они отвечать перестали... блин...

[vitamir]

Этот вопрос уже решен пару лет как братьями-китайцами в изделии Musiland Monitor 01 USD на чипе Cypres CY7C68013. Асинхронный изохронный режим до 24/192 по USB 2.0. И драйвер свой они написали, и ASIO к нему тоже прикрутили. Теперь продают всем по $75.

[митяич]

vitamir, у Вас есть опыт использования этого девайса? Может кто-то еще его использует? Давно присматриваюсь, есть вариант за 65$ с фришипом, тоесть вне конкуренции по цене, а вот как оно работает?

[pokos]

Этот вопрос уже решен пару лет как братьями-китайцами ....

Что-то не заметил у них на плате своего генератора. Или, как всегда, кетайцы всех тово и синхрятся от 24МГЦ - там он единственный кварец?
Вощщем, как всегда, не ту задачу решили кетайцы...

[vitamir]

Давно присматриваюсь, есть вариант за 65$ с фришипом, тоесть вне конкуренции по цене, а вот как оно работает?

Работает стабильно, драйверы они довели до ума. Один недостаток, отклонение реальной частоты семплирования от канонического значения в пределах сотен ppm. Но стабильно и в стандарт укладывается. Джиттер я не мерял, - нечем, но субъективно звук лучше, чем с помощью известного чипа Tenor. На англоязычных сайтах его сравнивали с вариантом за $130, что обсуждался на предыдущей странице, говорят (С) что у Musiland Monitor 01 USD джитер выше. Если на входе ЦАП S/P DIF приемник из современных (DIR9001, WM8805), думаю можно забить.

---------- Добавлено в 23:42 ---------- Предыдущее сообщение в 23:39 ----------

Что-то не заметил у них на плате своего генератора. Или, как всегда, кетайцы всех тово и синхрятся от 24МГЦ - там он единственный кварец?
Вощщем, как всегда, не ту задачу решили кетайцы...

У меня много претензий к реализации в железе. Они используют тактовый генератор встроенный в Cypres CY7C68013 от прецизионного резонатора на 24.0000 Мгц. По ссылке, что я привел выше, очень много фотографий достаточного качества, чтобы оценить уровень исполнения. Если не нравится, можно купить и допилить до предела совершенства еще за $75.

[митяич]

Меня интересует- будет ли преимущество перед картой на энви 24 с 2 кварцами в приличном исполнении при том же подключении по спдиф? Приемник старый, 8412.

[vitamir]

Меня интересует- будет ли преимущество перед картой на энви 24 с 2 кварцами в приличном исполнении при том же подключении по спдиф? Приемник старый, 8412.

Да, будет.

[митяич]

А питание от шины усб можно оторвать в этом девайсе?

[vitamir]

Да, можно. Думаю, нужнее запитать от отдельного стабилизатора генератор опорной частоты (это очень легко сделать просто навесив еше один стабилизатор) и от него же пересинхронизировать оба S/P DIF выхода. Самые ортодоксальные могут вместо встроенного тактового генератора использовать внешний.

[митяич]

vitamir, благодарю за консультации, очень во время!

[vitamir]

Да, на здоровье. Вот информация об испытаниях и замерах и одной из попыток модернизации Musiland Monitor 01 USD. Авось пригодится.

[MegaElektronik]

Musiland Monitor 01 USD - по мне как то не очень.
Кварц один на 24МГц (нужно 2 генератора).
У мена такт сначало на АЦП и ЦАП подается а потом на ПЛИСку.

[vitamir]

MegaElektronik, Вы бы вникли для начала. Там синтезатор частот семплирования с использованием чипа Spartan от Xilinx. Главное, что они таки написали драйвер под Windows и ASIO к нему прикрутили. И это все работает. Реализация в железе на самая топовая, но это решаемо малой кровью.

[MegaElektronik]

MegaElektronik, Вы бы вникли для начала. Там синтезатор частот семплирования с использованием чипа Spartan от Xilinx. Главное, что они таки написали драйвер под Windows и ASIO к нему прикрутили. И это все работает. Реализация в железе на самая топовая, но это решаемо малой кровью.

Драйвер это круто. Но такты на плис хоришие неполучить... джиттер блин...

[pokos]

...Главное, что они таки написали драйвер под Windows и ASIO к нему прикрутили. И это все работает. ....

По отзывам - не очень работает.
Что касается синтезаторов частот, то спасибо, кушали. Этого добра и на матерях сейчас навалом с ALC, забесплатно.
А тут целая отдельная коробочка, за отдельные деньги. Но кал тот же.

[aal]

2 vitamir А дрова и дискрипторы выложены в открытую? Тогда можно написать свой девайс с теми же дескрипторами и не писать дрова

[Nikkov]

2 vitamir А дрова и дискрипторы выложены в открытую? Тогда можно написать свой девайс с теми же дескрипторами и не писать дрова

Это специфический девайс, толку от его драйверов не будет, скорее всего. А ссылки на нормальные драйверы от Thesycon в этой ветке уже выкладывались, они поддерживают USB Audio 2.0 и ASIO. Вот в них прописываешь свой VID/PID и все работает. Там причем 2 версии, нормальная и отладочная, так вот вторая неплохо помогает в отладке своего девайса, т.к. выводит достаточно подробный лог в отладочную консоль.

[aal]

Там причем 2 версии, нормальная и отладочная, так вот вторая неплохо помогает в отладке своего девайса, т.к. выводит достаточно подробный лог в отладочную консоль.

Вот этого я не знал - очень полезная информация...

[Ant-125]

Всё же интересно, почему у всех устройств на cy7c68013a+ПЛИС(Xilinx Spartan) свои драйвера?
Есть ли какие-то ограничения, не позволяющие работать c UAC1 / UAC2, или они просто были созданы до появления UAC2 драйверов? Или произрастают все из одного решения RigiSystems?