Re: [問題] 1394、USB或是PCI-E數位輸出？

看板Headphone (耳機)作者aztec1234 (調適生活)時間17年前 (2009/02/01 15:58)推噓10(10推 0噓 8→)

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醜人獻曝一下... 小弟最近的工作正好需要研讀USB的技術與規格，不過由於對Audio的部分了解並不多，只是看到有人提到USB傳送的"數位訊號"，所以想跟大家分享一下USB傳送的數位訊號是什麼樣的型式，有錯還請大家幫忙指正！ USB是一種Host-Device型式的傳輸介面，首先一定要有一個Host端，由Host端去辨認連接的Device為何並去控制存取，只有兩個Device連結是無法傳輸的 (IEEE 1394是Peer-to-Peer，任何連接的節點都可以是Host或Device) (USB On-The-Go解決了兩個Device互連的傳輸問題，所以1394的優勢愈來愈小) 如同許多傳輸介面(I2C，LVDS...etc)， USB也是差動傳輸處理，由D+與D-這樣的一對data line來傳送資料，通過pull-up/down電阻將D+或D-上的電壓準位拉至一定程度，用來產生等效的差動電壓，來達到高或低的電壓準位，方便USB Host去辨認連接的Device為Low-speed， Full-speed或High-speed裝置，並去控制、通訊等等所以USB cable上的時間延遲會是個問題，故USB選擇的傳輸編碼方式是Non-Returned to Zero Inverted, NRZI， NRZ編碼的一種 NRZ指的是"不歸零"，只有"0"與"1"兩種電壓準位狀態，沒有介於0和1中間的狀態 NRZI的編碼方式為：想要傳送"1"時，保持data line的電壓為原來的電壓準位想要傳送"0"時，將data line上的電壓準位反轉 (注意，只需反轉，電壓能到多少Volt一點關係也沒有，接收端認的是"有沒有"反轉，而不是反轉前後的電壓) 這樣的編碼方式不需靠同步的時脈訊號也能做到同步的資料傳輸，而是藉由每一次的電壓反轉的時間來對本身的時脈作同步調整，再用已同步調整後的時脈去解碼資料而連續傳送"0"時，因為data line上的電壓準位不斷被反轉，所以本身的時脈訊號也會跟著不斷被同步調整，對於同步資料處理上會有很大的好處，故USB一開始會傳送一組"同步序列"，內容為七個"0"與一個"1" 00000001 前七個"0"用來同步時脈，後一個"1"來表示"同步序列"結束，開始傳送"資料序列" 但是碰到連續的"1"時，data line的電壓準位不會被反轉，一直維持在同樣的準位，接收方一直沒得到電壓反轉的時間，本身的時脈也不會被同步調整，所以過長的連續"1"會造成時脈同步不佳，甚至根本沒有同步為了解決此問題，USB在NRZI的編碼上作了"位元充填"(Bit-stuffing)，當連續傳送6個"1"後，一定會在下一個位元塞一個"0"，強迫電壓準位反轉，以同步時脈由此可以看到，USB不會像LVDS或I2C介面那樣將資料與時脈一起傳送，而只傳送資料，並利用NRZI編碼來造成電壓反轉，並用電壓反轉的時間去同步時脈如果一切都很理想，那麼USB的資料同步化是很好的，而且不用去理會jitter 不過實際上jitter仍然是個問題，因為電壓反轉也是要時間的，電壓反轉的時間一旦延遲，前面大家討論到jitter的影響多多少少一定出現 (電壓反轉所需的時間：把data line上的pull-up電阻斷開-->把pull-down電阻接上) 為何不作De-jitter？只能說USB可不是為了Hi-end音響使用者所設計的，或者這麼說，USB從來就不是因為音響需求發展的東西， De-jitter對於大多數，或者90%以上的USB用途，不但增加成本，而且對於使用上的改進效益可能不到增加成本的1% 而IEEE 1394為什麼不受青睞也是如此，速度已經逐漸要被USB追上，成本比USB貴， Peer-to-peer的優點也隨著USB OTG技術出現而沒有優勢頻寬...以電腦效能的進步，這東西會愈來愈感覺不出來而且Device也不需要額外外接電源 IT產業畢竟是個成本效益至上的環境，各位Hi-end使用者小弟認為還是玩光纖或同軸吧！ -- 參考文獻： http://www.usb.org/ USB的規格書很多網頁或書本也有相關內容，不過多多少少會有錯，這時找找最根本的來源是比較好的選擇跟Audio相關的在 http://www.usb.org/developers/devclass_docs 看Audio class的部分，不過小弟目前仍然在研讀中@@ -- ※ 發信站: 批踢踢實業坊(ptt.cc) ◆ From: 210.66.245.169