Типы синхронизации конечной точки

Для поддержания аудио без незначительного сбоя AppleUSBAudio должен регулярно представлять метки времени Core Audio, точно представляющие уровень аудиоданных механизма (см. “Аудио Модель I/O Близко” в Руководстве по программированию Драйвера аудиоустройства для большего количества подробных данных.), Когда устройство публикует корректные типы синхронизации конечной точки в своих дескрипторах конфигурации, AppleUSBAudio может выбрать надлежащий поток, от которого можно генерировать самые точные метки времени для механизма.

Драйвер поддерживает все три типа синхронизации, определенные спецификацией USB 2.0 (см. Раздел 5.12.4.1 Типа Синхронизации и Таблица 5-12):

• Синхронный: синхронизировавший для хостинга через SOF

• Асинхронный: не синхронизировавший для хостинга скорость передачи данных заблокирована к внутренним часам свободного доступа на устройстве или внешнем источнике как S/PDIF

• Адаптивный: синхронизировавший для хостинга через скорость передачи данных

Таблица 3 ниже синхронизации списков вводит комбинации, работающие хорошо с Mac OS X.

Если устройство поддерживает многократные домены часов, Аудио USB, 2,0 дескриптора объекта часов должны использоваться для ясной передачи его архитектуры часов в AppleUSBAudio. Посмотрите раздел Clock Entities позже в этой статье для получения информации об этих дескрипторах.

Обратная связь для асинхронных потоков вывода

К потоковому аудио через асинхронную конечную точку приемника устройство должно постоянно обновлять узел своей желаемой скорости передачи данных относительно частоты SOF (см. Раздел 5.10.4 из спецификации USB 1.0 и Раздела 5.12.4 из спецификации USB 2.0.) AppleUSBAudio поддерживает два механизма обратной связи:

1. Явная конечная точка обратной связи: устройство обеспечивает связанную изохронную конечную точку обратной связи, отправляющую пакеты, содержащие число выборок на USB (микро) кадр (см. Раздел 3.7.2.2 из Аудио USB 1.0 Спецификации и Раздел 3.16.2.2 из Аудио USB 2.0 Спецификации.)

2. Неявная обратная связь: драйвер использует число демонстрационных кадров в основных входных пакетах потока для построения пакетов для всех потоков вывода в механизме. Никакая конечная точка обратной связи не требуется (см. Раздел 5.12.4.3 из спецификации USB 2.0.)

Для использования неявной обратной связи устройство должно удовлетворить следующие требования:

• Асинхронные потоки ввода и вывода находятся на одном механизме (т.е. должен удовлетворить критерии для Объединенной Модели Механизма.)

• Интервалы опроса (bInterval) для потоковых конечных точек должны соответствовать.

• Любой входной потоковый тип использования “Конечной точки” установлен в “Неявную конечную точку данных обратной связи” (Аудио USB 2.0 только, Раздел 4.10.1.1) и/или синхронизирующую конечную точку обратной связи, опущен (см. Таблицу 4.)

Таблица 4 иллюстрирует метод синхронизации, используемый драйвером в различных сценариях. Если обозначено полем «Usage type», драйвер обработает входной поток как неявную обратную связь и проигнорирует дополнительную синхронизирующую конечную точку обратной связи если настоящее (Конфигурация 2.) Это позволяет устройству реализовывать оба механизма обратной связи в случае необходимости по причинам совместимости. Конфигурация 3 только рекомендуется для Аудио USB 1,0 устройства, где конечная точка “Тип использования” не доступна.

Максимальный размер пакета

Очень важно указать правильное значение для максимального размера пакета каждой конечной точки, потому что неправильное значение могло привести к аудио повреждению. Размер пакета не может превысить 1 023 байта для устройств полной скорости и 1 024 байта для высокоскоростных устройств (Раздел 5.6.3 из спецификации USB 2.0.) Для определения точного значения нужно идентифицировать поддерживаемый формат и конфигурацию частоты дискретизации, использующую самую большую пропускную способность для конечной точки.

Сумма аудиоданных, содержавшихся в каждом пакете, может варьироваться в зависимости от скорости устройства. Если устройство является полной скоростью, каждый пакет содержит 1 миллисекунду (мс) данных. На высокоскоростных USB-устройствах каждый кадр USB разделяется на вызванные микрокадры восьми сегментов с 125 микросекундами. Конечные точки могут указать интервал опроса, в котором передачи могут произойти, т.е. каждый микрокадр, любой микрокадр, и т.д. Эта частота должна быть принята во внимание при вычислении максимального размера пакета. (В это время AppleUSBAudio поддерживает самое большее одну транзакцию на микрокадр. Посмотрите раздел High Speed Streaming для получения дополнительной информации.)

Примеры вычисления

Следующая полная скорость и высокоскоростные примеры иллюстрируют процедуру вычисления:

A) 48 кГц / 24-разрядный / 2 канала / полная скорость

Каждый демонстрационный кадр содержит 2 канала 3-байтовых выборок, который является кадром 6 байтов за выборку. Размер пакета вычисляется следующим образом:

Это значение предполагает, что скорость передачи данных никогда не будет варьироваться, как имеет место, когда поток синхронен к SOF. Если конечная точка является адаптивной или асинхронной, один дополнительный демонстрационный кадр должен быть добавлен для размещения корректировок в скорости передачи данных. Разделите 2.3.1.1 из Форматов Аудиоданных 2.0 изменения Допустимых пределов в размере пакета + демонстрационный кадр/-1.

Синхронный: Максимальный размер пакета = 288 байтов

Адаптивный или асинхронный: Максимальный размер пакета = 288 + 6 = 294 байта

B) 44,1 кГц / 16-разрядный / 8 каналов / полная скорость

Каждый демонстрационный кадр содержит 8 каналов 2-байтовых выборок, который является кадром 16 байтов за выборку. Размер пакета вычисляется следующим образом:

Пакеты не могут содержать частичные демонстрационные кадры. Так, в то время как большинство пакетов будет содержать 44 демонстрационных кадра, каждый десятый пакет будет содержать 45 демонстрационных кадров.

Синхронный, адаптивный или asynchronous*: Максимальный размер пакета = 720 байтов

*Дополнительный разрешенный демонстрационный кадр был уже включен.

C) 192 кГц / 32-разрядный / 10 каналов / высокая скорость

Этот пример принимает одну транзакцию каждый микрокадр (т.е. интервал опроса является 1 микрокадром.)

Каждый демонстрационный кадр содержит 10 каналов 4-байтовых выборок, который является кадром 40 байтов за выборку. Размер пакета вычисляется следующим образом:

Синхронный:

Адаптивный или асинхронный: Максимальный размер пакета = 960 + 40 = 1 000 байтов

Табличная 5  Сводка примеров вычисления максимального размера пакета. «Синхронизация» указывает синхронные конечные точки, «адаптируйтесь», указывает, что адаптивные конечные точки, и «асинхронный» относятся к асинхронным конечным точкам.

Пример	Частота дискретизации (Гц)	Битовая глубина	Каналы	В мс средняя выборка структурирует	Макс. выборка структурирует в мс (синхронизация)	Транзакции в мс	Максимальный размер пакета, синхронизация (байты)	Максимальный размер пакета, адаптируйтесь и асинхронный (байты)
(Полный)	48000	24	2	48	48	1	288	294
B (полный)	44100	16	8	44.1	45	1	720	720
C (высоко)	192000	32	10	7680	7680	8	960	1000

Правила публикации управления

Так как многократные Модули Функции могут существовать в звуковой дорожке, AppleUSBAudio использует специальный алгоритм для выбора Feature Unit, содержащего логические средства управления для представления Аудио HAL. Алгоритм стремится разместить наиболее распространенные случаи и минимизировать нежелательные побочные эффекты. Правила следующие:

* Объем/бесшумный режим для входных источников: AppleUSBAudio опубликует средства управления, содержавшиеся в Модуле Функции, самом близком к селекторному модулю на Входной стороне Терминала как показано на рисунке 3.

* Объем/бесшумный режим для выходных источников: AppleUSBAudio опубликует средства управления, содержавшиеся в Модуле Функции, самом близком к Выходной клемме как показано на рисунке 4.

* Аппаратные средства проигрывают с Модулем Микшера по пути: AppleUSBAudio опубликует средства управления, содержавшиеся в Модуле Функции между Входным Терминалом и Модуле Микшера. Ища от Входного Терминала до Модуля Микшера, драйвер выбирает первый Модуль Функции, не совместно использующийся с другой звуковой дорожкой. Пример показан на рисунке 5.

* Аппаратные средства проигрывают без Модуля Микшера по пути: AppleUSBAudio опубликует средства управления, содержавшиеся в Модуле Функции, самом близком к Входному Терминалу , не совместно использующемуся с другой звуковой дорожкой.

Имя устройства

Имя устройства появится во многих местах на Mac, включая в Аудио Установка MIDI, Звуковые Предпочтения, и в сторонних аудиоприложениях. Core Audio представляет каждый механизм как устройство в системе. Если механизм будет иметь имя, то Core Audio будет использовать это в качестве имени устройства, иначе это будет использовать имя USB-устройства. Рисунок 6 показывает, как AppleUSBAudio и Core Audio определят описательное имя, присвоенное устройству, в зависимости от числа потоков, связанных с механизмом и присутствием управления и потоковых имен интерфейса и имени USB-устройства.

Названия канала

AppleUSBAudio поддерживает Аудио Кластерные Дескрипторы, как описано в разделе 3.7.2.3 “Формата Кластера Звукового канала” Аудио USB 1,0 спецификации, и разделите 4.1 “Дескриптора Кластера Звукового канала” в Аудио USB 2,0 спецификации. Эти дескрипторы позволяют разработчикам устройства называть каналы в потоке, с помощью или предопределенных имен (таких как “Передняя сторона, Левая”, или «Низкочастотных эффектов», и т.д.) или пользовательских имен. Перечисление 1 показывает интересующие области дескриптора, как представлено в AppleUSBAudio. См. спецификация Аудио USB разделяет ранее упомянутый для полного объяснения использования этих полей.

  Структура перечисления 1, представляющая Аудио Кластерный Дескриптор в AppleUSBAudio

typedef struct AudioClusterDescriptor {

    UInt8		bNrChannels;

    UInt32		bmChannelConfig;

    UInt8		iChannelNames;

} AudioClusterDescriptor, *AudioClusterDescriptorPtr;

Аудио Кластерные Дескрипторы могут быть встроены во Входной Терминал, Микшер, Обработку и Дополнительные дескрипторы Модуля. AppleUSBAudio ищет Аудио Кластерный Дескриптор на звуковой дорожке, запускающейся с Выходной клеммы на Входной Терминал, и использует первый, который это находит.

Высокоскоростная потоковая передача

(USB 2.0, Разделы 5.6 и 9.6.6)

Mac OS X поддерживает высокоскоростную потоковую передачу, до 1 024 байтов за микрокадр для каждой изохронной конечной точки, включая издержки.

Например, Snow Leopard (и позже) в состоянии передать 10 каналов потоком 32-разрядного аудио в 192 кГц к и от Аудио USB 2,0 устройства. Дополнительная информация, имеющая отношение к изохронной передаче данных, может быть найдена в Руководстве по Интерфейсу USB-устройства.

Интерфейсный дескриптор ассоциации

(Аудио USB 2.0, разделите 4.6),

Этот требуемый дескриптор идентифицирует Набор Аудиоинтерфейса. Интерфейсы, сгруппированные в наборе, должны быть непрерывно пронумерованы и в следующем порядке:

1. (Обязательный) интерфейс AudioControl

2. Интерфейс (ы) AudioStreaming

3. Интерфейс (ы) MIDIStreaming

Объекты часов

(Аудио USB 2.0, разделы 3.13.11, 4.7.2.1 - 4.7.2.3)

Домены часов описаны с помощью новых 2.0 Объектов Часов: Источник Часов, Селектор Часов и Умножитель тактовой частоты. Драйвер AppleUSBAudio также поддерживает связанные Запросы AudioControl связанных часов, как указано в Разделах 5.2.5.1 до 5.2.5.3.

В отличие от Аудио USB 1,0 устройства, использование переключения Установки Альтернативы для управления частотой дискретизации запрещается для Аудио USB 2,0 устройства. Вместо этого Исходный объект Часов служит основным тактовым генератором для домена часов, который может обеспечить частоту сигнала выборки. Селекторы часов позволяют и узлу и аудио функции переключить вводы часов. Рисунок 7 показывает, как Селектор Часов появляется в AMS. Умножитель тактовой частоты обеспечивает механизм для получения дополнительных частот дискретизации в домене часов, которые синхронны к входному синхросигналу.

Конечная точка управления прерыванием состояния

(Аудио USB 2.0, разделите 4.8.2.1, 6),

AppleUSBAudio содержит дополнительную поддержку парсинга Формата сообщения Данных Прерывания в Разделе 6.1. Единственные дополнительные 2,0 поддержки прерывания состояния, добавленная к драйверу, была для Исходного модуля Часов.

AppleUSBAudio отвечает в различных способах на прерывание, сгенерированное от Исходного модуля Часов, в настоящее время управляющего скоростью передачи данных. Если законность часов укусила, указывает, что часы недопустимы, и аудио топология содержит Селектор Часов, драйвер ищет альтернативный допустимый Источник Часов и переключается на тот (как описано в Таблице 6.), Если Источник Часов допустим, то он принимает, частота дискретизации изменилась. В этом случае это переиздает доступные уровни и обновляет текущую частоту дискретизации устройства на узле.