Звуковая архитектура

Рисунок 13.1 показывает подключение звука на ПК-совместимой системе. Аудио контроллер Южного моста, а также внешний кодек, подключённый к аналоговой звуковой схеме.

Рисунок 13.1. Звук в среде ПК.

Аудио кодек преобразует данные цифрового звука в аналоговые звуковые сигналы для воспроизведения через динамики и выполняет обратную операцию для записи через микрофон. Другие обычные звуковые входы и выходы, которые взаимодействуют с кодеком, включают гарнитуры, наушники, телефоны, громкую связь, линейный вход и линейный выход. Кодек также предлагает функциональность микшера, который подключён к комбинации этих аудио входов и выходов, а также управляет уровнем громкости соответствующих звуковых сигналов.

Это определение микшера с точки зрения программного обеспечения. Микширование звука или микширование данных относится к способности некоторых кодеков смешивать несколько звуковых потоков и создавать единый поток. Это необходимо, например, если вы хотите наложить объявление во время ведения голосового общения по IP телефону. Библиотека alsa-lib, которая обсуждается в последней части этой главы, поддерживает подключаемый модуль, называющийся dmix, который выполняет микширование данных программным образом, если кодек не способен выполнять эту операцию на аппаратном уровне.

Цифровые аудио данные получаются путём измерения аналоговых звуковых сигналов с определёнными частотами, с использованием техники, названной импульсно-кодовой модуляцией, pulse code modulation (PCM). Качеством компакт диска, например, является звук с частотой дискретизации 44.1 кГц, использующий 16 бит для каждого отсчёта. Кодек отвечает за записи звука путём дискретизации на поддерживаемых PCM скоростях передачи и воспроизведение звука, изначально дискретизированного с различными скоростями PCM.

Звуковая карта может поддерживать один или несколько кодеков. Каждый кодек, в свою очередь, поддерживает один или более аудио подпотоков в моно или стерео.

Примерами стандартных интерфейсов подключения звуковых контроллеров являются кодеки Audio Codec'97 (AC'97) и шина Inter-IC Sound (I2S):

•Спецификация Intel AC'97, доступная на http://download.intel.com/, определяет семантику и адреса аудио-регистров. Регистры конфигурации являются частью звукового контроллера, а пространство регистров ввода/вывода находится внутри этого кодека. Запросы для работы с регистрами ввода/вывода пересылаются аудио контроллером кодеку через соединение АС'97. Например, регистр, который управляет громкостью входной линии, находится в пространстве ввода/вывода AC'97 по смещению 0x10. Система ПК на Рисунке 13.1 для связи с внешним кодеком использует AC'97.
 

•Спецификация I2S, доступная на www.nxp.com/acrobat_download/various/I2SBUS.pdf, является стандартным интерфейсом кодека, разработанным Philips. Встроенное устройство, показанное на Рисунке 13.2, для передачи аудио данных в кодек использует I2S. Программирование регистров ввода/вывода кодека осуществляется через шину I2C.

Рисунок 13.2. Подключение звука на встроенной системе

AC'97 имеет ограничения, касающиеся количества поддерживаемых каналов и скоростей передачи. Последние наборы микросхем Южного моста от Intel поддерживают новую технологию под названием High Definition (HD) Audio (Звук высокого качества), которая предлагает высококачественный, объёмный звук и возможности многопоточности.