討論貼：

http://www.erji.net/read.php?tid=767228&fpage=0&toread=&page=1

參考資料：

http://www.usbdacs.com/Concept/Concept.html

A:

廢話不多說，直奔主題吧。

對于USB音頻傳輸，有一個規(guī)范，叫做“標準USB音頻規(guī)范”。這個規(guī)范有什么用處和好處？
它的用處就在于，實現(xiàn)了以USB接口實時傳輸音頻信號。（汗）
它的好處就在于，直接集成在WINDOWS系統(tǒng)內，也就是說，只要符合這個規(guī)范的USB音頻產品，WINDOWS系統(tǒng)內的集成驅動就能直接支持，而不用廠商另外開發(fā)驅動程序。相反，如果某款USB音頻產品有自己的驅動程序，那么它就是不支持這個規(guī)范的。（但不表示這個產品就不好，自己開發(fā)驅動本身是有研發(fā)實力的表現(xiàn)。）

在這個標準USB音頻規(guī)范下，有三種傳輸模式：同步、自適應，和異步。
同步：標準的同步模式其實很少見，基本不太用到的，這里省略。
自適應：大多數(shù)的產品（比如TI PCM270X、PCM290X系列）都是用的自適應傳輸模式。
異步：這里的異步，才真正是AYRE QB9所大肆宣傳的異步USB傳輸模式。
所以嚴格來說，所謂“異步USB傳輸”，有個大前提，就是在標準USB音頻規(guī)范下而言。

那么自適應傳輸模式和異步傳輸模式到底有何區(qū)別呢？
這里先要了解一下USB音頻處理的大致流程。電腦通過USB接口將音頻數(shù)據(jù)流傳遞給DAC上的USB接收芯片，USB接收芯片一邊接收數(shù)據(jù)，一邊合成時鐘信號，然后轉化為標準的I2S或者SPDIF信號，再傳遞給后面的數(shù)據(jù)接收芯片，再之后的流程與一般的DAC就沒有分別了。
而在這個過程中，影響USB音頻音質的關鍵，就是USB接收芯片所合成的時鐘信號。

在自適應模式下，USB接收芯片，在合成時鐘信號的過程中，會根據(jù)USB傳輸速率的變化，對時鐘信號進行實時的調整。也就是說，在這種情況下，USB傳輸速率的變化，會直接影響到合成的時鐘信號。
舉個夸張點的例子：比如現(xiàn)在播放一段44.1K的音頻，當然就要求USB接收芯片合成一個44.1K的時鐘。而這個44.1K的時鐘，對應于USB傳輸?shù)乃俾?，比如，胡亂說一個，是200個數(shù)據(jù)包每秒。
也就是說，如果要讓USB接收芯片穩(wěn)定的合成44.1K 的時鐘，USB傳輸速率，也必須穩(wěn)定在200個數(shù)據(jù)包每秒。
但現(xiàn)在的問題是，USB傳輸?shù)乃俣炔豢赡苓@么穩(wěn)定，也許這一秒傳遞了200個數(shù)據(jù)包，而下一秒，突然增加到了400個。而這個時候，USB接收芯片會怎么做?它會把實際合成的時鐘，提高到88.2K。如果再下一秒的USB速率又變?yōu)?00個數(shù)據(jù)包每秒，那么相應的合成時鐘就變成了22.05K。當然，這是一個極端夸張的例子。
可是為什么USB接收芯片要這么做？很簡單。因為如果USB接收芯片只是單純的合成44.1K的時鐘，每秒處理200個數(shù)據(jù)包，那么一旦真的收到了400個或者100個數(shù)據(jù)包，緩存就會溢出，或者斷流。
所以，在自適應模式下，USB接收芯片所合成的時鐘信號，是隨USB口的傳輸速率實時變化的，傳輸速率是主，時鐘信號為從，USB傳輸速率的變化直接影響到合成的時鐘信號。那么可想而知，這個時鐘信號的JITTER有多大。從而你也可以理解，為什么有人會說，換質量好的USB線能提高音質。

那么異步傳輸是怎么工作的呢？說起來更簡單，USB接收芯片現(xiàn)在只需要穩(wěn)定的合成44.1K的時鐘，也就是說，現(xiàn)在這個時鐘與USB傳輸速率無關了。
可是如果這樣的話，緩存的問題怎么解決？答案是，軟件控制。通過一套軟件，根據(jù)緩存的負載情況，實時的控制USB口的傳輸速率，從而保證緩存不會溢出或者斷流。在這種情況下，時鐘信號為主，傳輸速率為從，時鐘信號不受傳輸速率變化的影響，理論上這時的JITTER源，就只有工作晶振本身的誤差了。

這個方案，就是AYRE QB9所大肆宣傳的“異步USB傳輸”模式。它的實現(xiàn)方式，就是通過TAS1020B這塊芯片，配合本地的6M晶振，還有關鍵的控制傳輸速率的固件，來完成。
而TAS1020B這塊芯片，是一塊可編程的芯片，并不是說用了這塊芯片就一定是異步USB傳輸。DAC1 USB，DA11用的也是這塊芯片，但都只用到了它 的自適應模式，關鍵還是看固件怎么寫。所以從某種程度上來說，現(xiàn)在的DAC設計，比拼的已經不是硬件，而是軟件了。

B:

USB聲卡的播放流程是這樣的

在主機應用程序中播放音樂前，USB聲卡就會從主機端收到如下的兩個包：Setup包 和 控制數(shù)據(jù)包

　　根據(jù)USB音頻類協(xié)議分解Setup包，可以得知，本次控制傳輸?shù)淖饔檬窃O置USB聲卡的采樣頻率，那么在播放音樂前，必須把I2S控制器的采樣頻率做相應的設置。才能和主機端保持同步。

這是在主機開始播放音樂時做的事。

然后在播放過程中

USB音頻類規(guī)定的USB同步傳輸周期為1ms，每隔1ms，USB設備就會收到一次主機傳來的數(shù)據(jù)。而USB設備會在接收緩存中暫時性的存儲這些數(shù)據(jù)。（TAS1020B的接受緩存剛好能存儲24BIT/96K的數(shù)據(jù)）然后再進行處理，然后送到I2S控制器。在這個過程中，USB1.1因為帶寬和優(yōu)先度的原因，系統(tǒng)其他操作比較繁忙的時候容易出現(xiàn)丟包的狀況，在丟包的狀況下，USB芯片會把生成一個空數(shù)據(jù)包（就是全部都是0000000）。因此USB1.1的USB聲卡經常出現(xiàn)小爆音。

異步模式的USB DAC中，I2S控制器自己生成時鐘，然后向USB芯片發(fā)出反饋，USB芯片再對音頻數(shù)據(jù)流進行采樣的轉換（SRC），轉換成I2S控制器所需要的采樣，再發(fā)給I2S控制器。這時I2S控制器的時鐘是自己生成的。沒有和USB總線時鐘同步，所以很在接收USB處理后的數(shù)據(jù)時，容易受時鐘誤差和抖動等影響。在《USB協(xié)議及規(guī)范》中這樣的處理是十分不推薦的。
“Such slips/stuffs will cause audible degradation in audio applications. ”


自適應模式的USB DAC中，USB芯片會對數(shù)據(jù)包進行處理，根據(jù)播放開始前主機端發(fā)來的采樣信息，加進數(shù)據(jù)包中，而I2S信號控制器在讀取數(shù)據(jù)包后，會根據(jù)采樣信息建立相應的時鐘，并解包，裝載音頻數(shù)據(jù)。

就從USB本身的協(xié)議來看，作為“目的”端來說，自適應模式無疑比異步模式更加適合音頻。


從電路上來看，QB9是通過FPGA讀取播放前主機發(fā)來的采樣格式信號，然后選擇相應頻率的時鐘，在FPGA上對TAS1020B輸出的信號進行時鐘重整。而TAS1020B異步模式時所采用的時鐘依然是內置的時鐘。









參考資料：

《USB協(xié)議及規(guī)范》
《USB Audio Class協(xié)議規(guī)范》

同步類型

? ? ? ? ? ——異步：不同步、但目的（sink）能提供數(shù)據(jù)速率反饋

? ? ? ? ? ——同步：同步到USB的SOF時鐘

? ? ? ? ? ——可調：用反饋或feed forward 的數(shù)據(jù)速率信息實現(xiàn)同步