USB-AUDIO-MIDI и как с этим жить дальше, Есть проект, а куда его деть не знаю... Опции

[alexdsp]

Пару лет назад я серьёзно озадачился SUBJ-ем, и сделал-таки свою звуковую подсистему USB-AUDIO-MIDI всё в одном стакане.
Некое лирическое отступление.... а далее, просто мысли вслух...
По поводу супер-пупер-мега АЦП с поражающими воображение децибелами....
Чтоб реализовать что-то по THD+N превышающее 100 Дб потребуется как минимум многослойка, очень дорогие операционники и вся пассивная часть схемы, ОЧЕНЬ качественное питание и приличная доля практического опыта построения таких систем. Да и вопрос ещё через что это счастье будет подключаться к PC (предполагается, чо подключаем к PC)
Но у меня, опять же, была куча ограничений, чтоб и дёшево было и сердито и работало чтоб почти везде безо всяких мудрых драйверов и типа специального "родного" софта... Поэтому USB-AUDIO и выбрал.
Плюсы: 1) не надо писать драйверов, т.к. вроде бы (потом выяснилось, что именно "вроде бы") в популярных операционках оно уже имеется. 2) Опять же "вроде" имеется питание, аж целых 5 вольт! 3) Ну и там, пресловутая защищённость от помех вынесенного устройства...
В общем, в глубинах сознания ещё тлела мысль о PCI, а руки и глаза уже разводили плату под USB.
Опустив ненужные повествования о моих злоключениях и борьбе с драйверами от MS, перерыв разные форумы ихних же разработчиков, мои печали закончились и всё вроде бы работает очень даже неплохо, НО!
Если кому-то вдруг приспичит делать что-то подобное хочу предупредить о следующем: реализация USB-AUDI в системе WIN это что-то... короче, сделать 24 бита без глюков мне так и не удалось. Очень много версий реализаций драйвера даже от одного сервис-пака к другому, и в результате остановился на 16 битах, ибо если их сделать ПРАВИЛЬНО, то для такой игрушки как у меня , это вполне адекватно. Протрахалса с MIDI много.... ну никак не ожидали разработчики MS, что в одном устройстве может быть и аудио и мидм....
Короче, в результате: питается всё прямо от USB, стерео дифференциальные входы и выходы, и один обычный умощнённый выход на наушники.
Петля тестирования (при помощи RightMarkAnalyzer): встроенный ЦАП во встроенный АЦП даёт где-то 95 Дб динамики. По THD сильно зависит от частоты дискретизации в силу...мать-мать-мать-крософт... Я оптимизировал, для работы на частотах 44.1 и 88.2 чтоб музыку слушать было приятственней. Точную цифру не помню... приду домой, сообщу, но оччень неплохо!
Хорошо это работает только под XP SP1 и выше, да и то какой-то там QFE нужно доустановить...непомню, весь проект дома лежит...
В общем, что я могу сказать, ОДНАКО ПОЛУЧИЛОСЬ!
Удовлетворил свои амбиции, продать это нереально, в силу раскрученных торговых марок, впаривающих фуфло народонаселению.
Может и было бы это полезно, например музыканту с ноутбуком: и МИДИ клаву надо подключить, и оцифровать что-то и прослушать тут-же, и МИДИ выход тоже есть, если внешний синтезатор подключить надо...
Вот вопрос народонаселению.... совет дайте, что с этим хозяйством делать дальше? Есть соображения какие-нибудь?

[alexdsp]

Old Nick

Много времени прошло и многое подзабылось. Сейчас я уже давно не занимаюсь этим проектом, но кое-что ответить могу.
>> По моим наблюдениям, SRC успешно "отключается" установкой соответствующего volume control в
>> пложение "максимум". Проверено в режиме file1.wav -> USB-AUDIO device -> SPDIF->SPDIF_input
>> ->file2.wav. Совпадает побитно, не считая сдвига. Разумеется, не следует лить 48kHz.wav -> 44.1
>> USBaudio.
Возможно так оно и есть, но не в моём случае. У меня дефолтовая частота дискретизации была 88.2 КГц, поэтому при работе в режимах 48,96 SRC работает всегда, но при 44.1 SRC хоть и работает тоже, но уже по другому алгоритму, по сути не SRC, просто фильтрация с децимацией, что даёт такое высокое качество при прослушивании типового аудио (CD,mp3 и т.д.) Это был мой компромисс. Более того, на честные 96 КГц у меня просто не хватало памяти на FIFO внутри чипа, поэтому и были выбраны 88.2. Позже я понял, что поступил правильно.
>> 1.Под какими разливами мелкософта удается получить свыше 16бит и какими средствами и
>> проблемами, помимо упомянутых?
Этого я с уверенностью сказать не могу, нужно экспериментировать. Поскольку этот проект у меня заглох в силу того, что устройство оказалось никому не нужным (кроме, разумеется меня). В конференциях я видел посты о том, что в ВинХР реализована 24битность, но я уже это не проверял.
>> 2.Хватает ли фифо на "слабых" машинах и активно используемой мышкой/клавиатурой на том же хабе?
Я свою плату включал в USB порт всегда как единственную и про хабы ничего не скажу. Но ни при какой загрузке системы (тем более при активности мышки и прочее) никаких артефактов звука я не наблюдал. Например, при записи CD/DVD, копировании больших потоков данных, сильной активности сети, игрании в игрушку и прочее, звук абсолютно чистый и не прерывающийся. Этой платой я сам пользуюсь и её работой очень доволен. Единственное, я так и не смог запустить её под Линукс, там в ALSA нет SRC как такового и дальше разбираться я не стал.
Объём буферов на плате у меня асолютно минимальный, то есть на 1 миллисекунду звука по два пинг-понг буфера, и всё.
>> 3.Правильно ли я понял, что Вы использовали VCXO (vco с кварцем)? Какая надобность именно в управляемом генераторе?
Да, у меня VCXO с PLL которой я хитро управляю. Это нужно только из за кривости встроенного драйвера usbaudio в MSwin. Ну не хотят они правильно реализовать адаптивный режим работы, поэтому пришлось пользоваться синхронным. Способ конечно, сомнительный, но пока я ещё не встречал ни одной материнки у которой бы нестабильно шли SOF пакеты (к ним я привязан).

С наступающим!

[Old Nick]

Я свою плату включал в USB порт всегда как единственную и про хабы ничего не скажу. Но ни при какой загрузке системы (тем более при активности мышки и прочее) никаких артефактов звука я не наблюдал. Например, при записи CD/DVD, копировании больших потоков данных, сильной активности сети, игрании в игрушку и прочее, звук абсолютно чистый и не прерывающийся. Этой платой я сам пользуюсь и её работой очень доволен. Единственное, я так и не смог запустить её под Линукс, там в ALSA нет SRC как такового и дальше разбираться я не стал.
Объём буферов на плате у меня асолютно минимальный, то есть на 1 миллисекунду звука по два пинг-понг буфера, и всё.
>> 3.Правильно ли я понял, что Вы использовали VCXO (vco с кварцем)? Какая надобность именно в управляемом генераторе?
Да, у меня VCXO с PLL которой я хитро управляю. Это нужно только из за кривости встроенного драйвера usbaudio в MSwin. Ну не хотят они правильно реализовать адаптивный режим работы, поэтому пришлось пользоваться синхронным. Способ конечно, сомнительный, но пока я ещё не встречал ни одной материнки у которой бы нестабильно шли SOF пакеты (к ним я привязан).

С наступающим!

to alexdsp:

Спасибо за подробный ответ и поздравление!
Имелся в виду случай именно USB мышки, долбаемой до пяти раз в секунду и по разным местам поля графического или текстогого редактора с одновременным выделением фрагментов. Только в этом случае теряются пакеты, при чем если хаб общий, то часто, а если другой - почти никогда.

Ваш ЦАП фактически тактируется VCXO? На мой взгляд это... м-м неперфектно.

Как проверено экспериментально, даже инфранизкочастотный джиттер отлично слышно как потерю "прозрачности".
Мой случай с максималистским уклоном, была ставка на абсолютно независимый очень хорошо вычищенный клок и дополнительную фифо 64К.
Понятно, что при этом нужно подстраивать что-нибудь другое, т.е.скорость поступления пакетов.
Для начала взял упомянутую Ямаху, в которой это успешно удается делать, подстройкой ейной PLL. Жаль, подпалил я беднягу. Теперь подумываю прикрутить TUSB (Ямаха снята с производства), вот и допытываюсь.
Еще раз спасибо, почитаю что там с изохронными режимами.

С почти наступившим!