Глава 12. Аудиосистема ПК. кодек может содержать и передатчик S/PDIF, который б каналов РСМ кодиру­ет в единый поток

кодек может содержать и передатчик S/PDIF, который б каналов РСМ кодиру­ет в единый поток АС-3 для систем 5.1. Передатчик S/PDIF может использо­ваться и для вывода пары каналов в формате РСМ.

Многоканальный звук — High Definition Audio

На смену АС'97 в 2004 году фирма Intel выпустила спецификацию High Defi­nition Audio (сократим ее название до HDA). Ее основная цель — создать ин­фраструктуру и определить архитектуру аудиоподсистемы, обеспечивающей многоканальные цифровые потоки между кодеками и памятью. В специфика­ции описан и аудиокодек с более богатыми (по сравнению с АС'97) возможно­стями. Аудиопотоки позволяют использовать HDA и для подключения кодеков голосовых модемов. Совместимость HDA с АС'97 не предусматривается, хотя общая архитектурная идея та же и даже микросхемы аудиокодеков совпадают по назначению многих выводов.

По сравнению с АС'97 в HDA увеличилась пропускная способность интерфей­са и повысилась эффективность его использования за счет отказа от деления кадра на фиксированные 20-битные слоты. Система HDA поддерживает одно­временную работу 15 входных и 15 выходных потоков, при этом каждый поток может нести цифровую информацию до 16 каналов. Поддерживаемые частоты выборок — 6-192 кГц, разрядность отсчетов — 8, 16, 20, 24 и 32 бит.

Как и в АС'97, система HDA начинается с контроллера — устройства PCI, обес­печивающего передачу потоков данных между системной памятью и кодеками через интерфейс HDA Link. Контроллер HDA, оставаясь (логически) устрой­ством PCI, может включаться в чипсет или подключаться к какой-либо шине семейства PCI. Кодеков может подключаться несколько — например, аудиоко­дек, модемный кодек и дополнительный аудиокодек в док-станции мобильного ПК. Интерфейс с контроллером обеспечивается через его регистры, отображен­ные на пространство памяти, и структуры данных в памяти.

Поток (stream) представляет собой логическое (виртуальное) соединение меж­ду буферами в ОЗУ и кодеком, организуемое отдельным каналом DMA. Поток состоит из одного или нескольких каналов данных, каждый канал связан со сво­им преобразователем (ЦАП, АЦП или конвертором интерфейсов) в кодеке. На­пример, стереопоток содержит данные левого и правого каналов. Данные кана­лов потока в памяти расположены рядом и по интерфейсу HDA Link передаются совместно. Выходной поток (outbound stream) распространяется по интерфей­су широковещательно, он может приниматься несколькими кодеками. Каж­дый входной поток (inbound stream) может приниматься только от одного ко­дека.

По каждой входной и выходной сигнальной линии интерфейса передается по­следовательность кадров, частота кадров фиксирована — 48 кГц. Кадр начина­ется с поля команды/ответа, за которым передаются пакеты, содержащие бло­ки данных потоков. Каждый пакет начинается с тега потока (stream tag), идентифицирующего поток и указывающего число блоков в пакете, за тегом следуют блоки отсчетов. Блок содержит отсчеты (выборки) всех каналов, од-

Звуковые карты PC____________________________________________ 721

новременно поступающие на ЦАП (или от АЦП). Остаток (если ееть) времени в кадре заполняется нулями. Для потоков с частотой выборки 48 кГц в каждом кадре присутствует по одному блоку данных с комплектом выборок его кана­лов. Если частота выборок выше или ниже, то число блоков данного потока в кадре оказывается иным (возможно, и переменным от кадра к кадру).

Тактовая частота интерфейса — 24 МГц. В выходном потоке информация пере­дается с двойной синхронизацией. Таким образом, в каждом кадре передается 1000 бит (62,5 16-битных слов), из них 40 бит выделяется для нужд управле­ния, для канальных данных остается 60 слов. Во входном потоке имеет место одиночная синхронизация, в кадре умещается 500 бит (31,25 слов). Из них 36 бит используется для приема ответов, для пакетов данных остается 29 слов.

С каждым потоком связывается канал DMA, обеспечивающий изохронную пе­редачу данных. Передача описывается списком дескрипторов буферов, задаю­щих положение и длину фрагментов потока в физических адресах ОЗУ. Для каждого канала в контроллере имеются регистр-указатель на начало списка и регистр, указывающий на последний действительный дескриптор. Канал DMA должен иметь буферы на 1-2 кадра, предохраняющие контроллер от перепол­нения (переопустошения) в случае загруженности шины.

После сброса интерфейс HDA Link обеспечивает обнаружение подключенных кодеков. По окончании загрузки соответствующих им драйверов определяются возможности и свойства кодеков. Далее драйвер определяет наличие и типы входных и выходных разъемов кодека. Кодек может определить, подключено ли устройство к данному разъему, а в ряде случаев и тип подключенного уст­ройства. В случае неправильного подключения кодек может исправить ошибку, перекоммутировав сигналы своих входов-выходов.

Взаимодействие драйвера с контроллером осуществляется через регистры и па­мять. В ОЗУ определяется адрес структуры DMA Position in Buffer, в которой контроллер регулярно сообщает текущую позицию (адрес исполняемого деск­риптора) для каждого потока. С каждым потоком связан набор структур в па­мяти, включая структуры BDL, CORB, RIRB и структуру формата потока.

Драйвер заполняет в памяти список дескрипторов буферов (Buffer Descriptor List, BDL), состоящий из 2-256 элементов. Каждый дескриптор описывает на­чальный адрес и длину фрагмента в памяти, а также содержит бит ЮС, указы­вающий на необходимость генерации запроса прерывания при выборке данного дескриптора.

Кольцевой буфер CORB (Command Output Ring Buffer) содержит команды, по­сылаемые контроллером в выходной поток в начале каждого кадра. Размер бу­фера может составлять 2, 16 или 256 элементов. Каждый элемент этого буфера содержит 4-битный адрес кодека, 8-битную команду (verb) и 20 бит данных для этой команды. Контроллер аппаратно оперирует парой указателей: CORB WP и CORB RP; по указателю CORB WP (Write Pointer) драйвер добавляет новые коман­ды в буфер (и соответствующим образом модифицирует WP), а по указателю CORB RP (Read Pointer) контроллер задает позицию текущей считанной команды.

Поиск по сайту: