USB1.1 5.1 聲道音效控制器

SONIX SN11116 支援 32kHz、44.1kHz(需要驅動程式或應用程式提供支援)、

48kHz 三種數位錄音取樣頻率，以及 48kHz 類比錄音取樣頻率和類比/數位播放的 USB 聲音控制器。在數位撥放模式時，可經由 USB 介面直接接收來自 PC 的音源，

也可以經由 S/PDIF 消費性音效介面標準傳送音源。SN11116 亦提供三種包含 32kHz、44.1kHz、48kHz 的取樣頻率及自動判別鎖定頻率功能。SN11116 架構上 已完整地支援 1 個控制 PIPE，兩個即時 PIPE 和 1 個中斷 PIPE 為一個應用相當 廣泛的音源控制器[19] [48]。

圖5.2.1 SN11116 接腳圖[48]

5.2.1 硬體介紹：SONIX SN11116

SN11116 主要功能是將 PC 端數位音訊擷取為 5.1 聲道、16-bit PCM，而在此 只運用到處理雙聲道的資訊。其應用軟體有取樣率轉換(Sample Rate Conversion)

機制，可將各種取樣率的數位音訊轉為48kHz。主要用到的功能為 USB 介面資料 線、運作模式選擇、I2S 格式輸出。

圖5.2.2 SN11116 方塊圖[48]

z USB 介面資料線(D+、D-)：為 USB 資料傳輸線，用來負責與 PC 端溝通、音 效裝置列舉和PC 端數位儲存媒體讀取用途。

z 運作模式選擇： 如表 5.2.1 所示。

Codec

Setting CS4228A AK4527 AV2188 VT1616

TYPE 2 0 0 1 1

TYPE 3 0 1 0 1

表5.2.1 TYPE 2、3 參照 SN11116 運作模式

z I2S 格式輸出：由 XMCLK、XSCLK、XLRCLK、XSDO1、XSDO2、XSDO3 六條線來控制六聲道資料輸出。首先XMCLK 為整個 I2S 同步介面提主要頻 率，連接於接收端同步 I2S 資料傳輸速率與後端系統輸入取樣率，在此提供 的是12.288MHz 的 clock。XSCLK 為串列傳輸同步的頻率，經除頻倍率下為

3.072MHz；XLRCLK 為決定 XSDO1~3 為左聲道或右聲道，在此設定為 48kHz，其中 XSDO1~3 為 1 位元串列傳輸線，每一條線可以傳輸兩聲道。而 本論文用到雙聲道的單位元串列輸出，故只會用到XSDO1。

5.2.2 I2S (Inter-IC Sound)介面

I2S(Inter-IC Sound)亦即指在晶片間傳遞的音源，作為數位音源在機內進行傳 遞與處理，而S/PDIF 則適合外傳、外接[49]。

1. I2S 線路：

■SCK（Serial Clock）：串列傳輸的時脈線，為獨立時脈傳遞。

■SD（Serial Data）：串列傳輸的資料線，傳遞兩個聲道的數位音源資訊。

■WS（Word Select）：字元選擇線，在此指音源聲道（Channel）選擇。

2. I2S 的連接：

I2S 即發送端與接收端直接相連，上述線路都是單方向傳遞。凡是對外輸出 SCK 線路訊號的即是 I2S 的主控者(Master)，至於 SD、WS 在設計上可決定由主 控端(Master)發送，也可決定由受控端(Slave)發送。

3. I2S 傳遞機制

SD 的位元串列傳遞以 SCK 為基準，當 SCK 上升緣觸發時發送端的 SD 資訊 就會被接收端給閂鎖住並同步於SCK 不斷地位元傳遞。而 WS 則是控制 SD 聲道 資料輸出，0 即左聲道而 1 即是右聲道(圖 5.2.3)。當 WS 的 0、1 狀態轉變時，同 一上升緣的SD 資訊依然是 WS 未轉態前的聲道資訊，等確定 WS 狀態轉變以後 才在下一個上升緣正式傳輸新指定聲道的音源資訊。

圖5.2.3 I2S 傳輸機制[19]

還有一個特點是 I2S 不用事先溝通就可以直接傳送，其使用 MSB 先傳的特 性(圖 5.2.3)。舉個例子如果發送端是 16-bit，接收端是更高解析度的 24-bit，那麼 傳送完20bits 後的剩餘 8bits 可以由接收端自行補 0，相反的如果接收端有 16-bit 但傳送過來的是24bits，則最後 8bits 資訊直接忽略。以 SN11116 為例，其後接收 端最高解析為：3.072MHz(XSCLK) ÷ 48kHz(XLRCLK) ÷ 2-Channels = 32-bits。