USB音频播放以及USB发送接收相关问题

只看该作者 · 2011-9-15 08:56

大家好，初次接触USB，现在项目需要通过USB实现音频播放，有很多疑问，向大家请教下。
1. PC向USB开发板发送音频数据的流程
我们讨论认为发送数据的流程可能是下面两种中的一个，但不确定，希望熟悉的人解答一下。
假设使用的端点最大能接收256字节/包，音频采样率1Khz，采样位数16位，格式PCM。

认为发送的就是一个流，主机每包都向USB开发板发送256个字节，USB开发板将这256个字节进行处理（或者不需要进行处理，对音频格式不了解）后放到FIFO，然后再通过I2S以一定的频率送给DA转换。
主机每1ms发送一个包，每个包发送16位数据，USB开发板通过I2S将这16位数据发送到DA转换。

如果是上面第二种情况，那PC，USB开发板必须要知道音频采样率和音频的采样位数，这些参数是由哪边决定的，以及是怎样告知另一方的，通过请求吗？

2. USB设备发送接收数据的流程
我们使用的单片机每个端点都有对应的buffer，每个端点都有一个DRQ中断。如果端点设置的是IN，当产生DRQ中断表示buffer中数据已经发送到了主机方，可以往buffer中写数据了。如果端点设置的是OUT，当产生DRQ中断表示主机发送的数据已经在buffer中了，可以将数据移到RAM了。

USB设备发送

软件实现过程是不是USB设备这边主动向buffer中写数据，然后等主机发送IN令牌包后将数据接走？我看了下STM32单片机，它好像有单独的IN和OUT中断，我想是不是STM32产生IN中断时，在中断处理函数中将数据发送给主机。但是我们使用的单片机没有这两个中断。

USB设备接收

软件实现过程是不是当产生DRQ中断时，在中断函数中将数据从buffer中读出。

只看该作者 · 2011-9-15 09:31

关于1，主机每1ms发送一个包——这个定时根本做不到。Windows不是实时系统，它会因为各种原因卡在那不动了，这种情况下，根本没法发下去数据。

主机直接发给设备播放数据，需要保证数据流不间断。如果主机可以顺畅地发下去数据，如果带宽足够的话，这样做没问题。否则，下边要有缓冲，或者使用FIFO的缓冲，你可能要处理数据的同步，还是比较麻烦的。这个没做过，瞎说。

2，USB设备发送：主机主动去取数。设备可以判断主机取走之后再发上来新数据，一般都是这样的。如果主机没取走，可以不发新数据，扔掉这个新数据。当然，也可以强行更新数据，不管主机取没取走，这样，主机就可能取不到之前的数据了。

USB接收：一般都会产生USB中断，根据不同的中断，执行响应的操作。至于在那里取走，我觉得没所谓，可以在中断中取走，也可以在中断里设置标记，在主循环中取走。

只看该作者 · 2011-9-15 14:01

关于第一个问题，http://www.icembed.com/info-13896.htm里有这样一段

USB音频类规定的USB同步传输周期为1ms，即对于8kHz/16位/单通道PCM编码的音频流，每隔1ms，USB设备就会收到一次主机传来的数据，数据包大小为16字节，为了尽量保持I2S和USB传输同步，可以取16字节作为一个缓存区段的大小。

是不是主机每1ms发送给USB设备的数据是根据采样率来决定的，不是一直以包的最大值发送的，例如44Khz，16位的话主机每1ms发送88字节给usb设备，然后usb设备将这88字节数据通过I2S发送给DA转换？

第二个问题明白了，还有一个问题，关于usb麦克风的。如果使用的AD转换是12位的，是不是音频的采样位数就不会超过这个值？如果我AD转换的频率为44Khz，8位。那按照上面所说的USB同步传输周期为1ms的话，那我1ms就要给主机发送44字节的数据。那软件实现起来是每次AD转换完成后就通过usb发送8位数据吗？还是将前面转换的数据存起来一直到44字节在通过usb发送出去？

PS：发帖的时候有分，那分怎么给。

只看该作者 · 2011-9-15 16:18

你这个音频处理要用同步传输方式，即，每1ms的传输过程允许出错不成功。顿挫或者丢包都是可以容忍的。

ADC采样率是44ksps，等同于1ms采了44字节。既然是1ms发送一次，你就要把这44个字节采样完成并一次发出去。我觉得44k这个速率还是蛮高的，要专用的采样芯片，要有FIFO或者DMA，否则，你可能采不完，采完了移到单片机或者USB里也很难，普通的没有I2S接口的单片机很难胜任。

只看该作者 · 2011-9-16 08:52

我们用的芯片自带的AD转换，每个channel有FIFO，但是不知道FIFO的大小以及当前FIFO中有多少转换的数据，准备没产生一次AD中断，就将8位的数据存到内存的一个buffer中，等存够44字节，将这44字节送到usb端点的发送buffer中等待主机接收。

后来又想了下，主机1ms进行一次同步传输，是不是在1ms的某个时间点，USB主机会发送IN令牌包，如果对应的USB设备的端点发送buffer中没数据，主机这1ms就接不到数据？对同步传输这个机制还是没什么概念，看到个SOF包，好像是1ms主机发送一次，会不会是在每次USB设备产生SOF中断时就将44字节数据移到USB设备端点的发送buffer中？如果不够44的话就在后面加上静音的数据。

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