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。

對於USB音訊傳輸，有一個規範，叫做“標準USB音訊規範”。這個規範有什麼用處和好處？
它的用處就在於，實現了以USB介面實時傳輸音訊訊號。（汗）
它的好處就在於，直接整合在WINDOWS系統內，也就是說，只要符合這個規範的USB音訊產品，WINDOWS系統內的整合驅動就能直接支援，而不用廠商另外開發驅動程式。相反，如果某款USB音訊產品有自己的驅動程式，那麼它就是不支援這個規範的。（但不表示這個產品就不好，自己開發驅動本身是有研發實力的表現。）

在這個標準USB音訊規範下，有三種傳輸模式：同步、自適應，和非同步。
同步：標準的同步模式其實很少見，基本不太用到的，這裡省略。
自適應：大多數的產品（比如TI PCM270X、PCM290X系列）都是用的自適應傳輸模式。
非同步：這裡的非同步，才真正是AYRE QB9所大肆宣傳的非同步USB傳輸模式。
所以嚴格來說，所謂“非同步USB傳輸”，有個大前提，就是在標準USB音訊規範下而言。

那麼自適應傳輸模式和非同步傳輸模式到底有何區別呢？
這裡先要了解一下USB音訊處理的大致流程。電腦通過USB介面將音訊資料流傳遞給DAC上的USB接收晶片，USB接收晶片一邊接收資料，一邊合成時鐘訊號，然後轉化為標準的I2S或者SPDIF訊號，再傳遞給後面的資料接收晶片，再之後的流程與一般的DAC就沒有分別了。
而在這個過程中，影響USB音訊音質的關鍵，就是USB接收晶片所合成的時鐘訊號。

在自適應模式下，USB接收晶片，在合成時鐘訊號的過程中，會根據USB傳輸速率的變化，對時鐘訊號進行實時的調整。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訊號。
舉個誇張點的例子：比如現在播放一段44.1K的音訊，當然就要求USB接收晶片合成一個44.1K的時鐘。而這個44.1K的時鐘，對應於USB傳輸的速率，比如，胡亂說一個，是200個數據包每秒。
也就是說，如果要讓USB接收晶片穩定的合成44.1K 的時鐘，USB傳輸速率，也必須穩定在200個數據包每秒。
但現在的問題是，USB傳輸的速度不可能這麼穩定，也許這一秒傳遞了200個數據包，而下一秒，突然增加到了400個。而這個時候，USB接收晶片會怎麼做?它會把實際合成的時鐘，提高到88.2K。如果再下一秒的USB速率又變為100個數據包每秒，那麼相應的合成時鐘就變成了22.05K。當然，這是一個極端誇張的例子。
可是為什麼USB接收晶片要這麼做？很簡單。因為如果USB接收晶片只是單純的合成44.1K的時鐘，每秒處理200個數據包，那麼一旦真的收到了400個或者100個數據包，快取就會溢位，或者斷流。
所以，在自適應模式下，USB接收晶片所合成的時鐘訊號，是隨USB口的傳輸速率實時變化的，傳輸速率是主，時鐘訊號為從，USB傳輸速率的變化直接影響到合成的時鐘訊號。那麼可想而知，這個時鐘訊號的JITTER有多大。從而你也可以理解，為什麼有人會說，換質量好的USB線能提高音質。

那麼非同步傳輸是怎麼工作的呢？說起來更簡單，USB接收晶片現在只需要穩定的合成44.1K的時鐘，也就是說，現在這個時鐘與USB傳輸速率無關了。
可是如果這樣的話，快取的問題怎麼解決？答案是，軟體控制。通過一套軟體，根據快取的負載情況，實時的控制USB口的傳輸速率，從而保證快取不會溢位或者斷流。在這種情況下，時鐘訊號為主，傳輸速率為從，時鐘訊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“非同步USB傳輸”模式。它的實現方式，就是通過TAS1020B這塊晶片，配合本地的6M晶振，還有關鍵的控制傳輸速率的韌體，來完成。
而TAS1020B這塊晶片，是一塊可程式設計的晶片，並不是說用了這塊晶片就一定是非同步USB傳輸。DAC1 USB，DA11用的也是這塊晶片，但都只用到了它 的自適應模式，關鍵還是看韌體怎麼寫。所以從某種程度上來說，現在的DAC設計，比拼的已經不是硬體，而是軟體了。

B:

USB音效卡的播放流程是這樣的

在主機應用程式中播放音樂前，USB音效卡就會從主機端收到如下的兩個包：Setup包 和 控制資料包

　　根據USB音訊類協議分解Setup包，可以得知，本次控制傳輸的作用是設定USB音效卡的取樣頻率，那麼在播放音樂前，必須把I2S控制器的取樣頻率做相應的設定。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。

然後在播放過程中

USB音訊類規定的USB同步傳輸週期為1ms，每隔1ms，USB裝置就會收到一次主機傳來的資料。而USB裝置會在接收快取中暫時性的儲存這些資料。（TAS1020B的接受快取剛好能儲存24BIT/96K的資料）然後再進行處理，然後送到I2S控制器。在這個過程中，USB1.1因為頻寬和優先度的原因，系統其他操作比較繁忙的時候容易出現丟包的狀況，在丟包的狀況下，USB晶片會把生成一個空資料包（就是全部都是0000000）。因此USB1.1的USB音效卡經常出現小爆音。

非同步模式的USB DAC中，I2S控制器自己生成時鐘，然後向USB晶片發出反饋，USB晶片再對音訊資料流進行取樣的轉換（SRC），轉換成I2S控制器所需要的取樣，再發給I2S控制器。這時I2S控制器的時鐘是自己生成的。沒有和USB匯流排時鐘同步，所以很在接收USB處理後的資料時，容易受時鐘誤差和抖動等影響。在《USB協議及規範》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晶片會對資料包進行處理，根據播放開始前主機端發來的取樣資訊，加進資料包中，而I2S訊號控制器在讀取資料包後，會根據取樣資訊建立相應的時鐘，並解包，裝載音訊資料。

就從USB本身的協議來看，作為“目的”端來說，自適應模式無疑比非同步模式更加適合音訊。


從電路上來看，QB9是通過FPGA讀取播放前主機發來的取樣格式訊號，然後選擇相應頻率的時鐘，在FPGA上對TAS1020B輸出的訊號進行時鐘重整。而TAS1020B非同步模式時所採用的時鐘依然是內建的時鐘。









參考資料：

《USB協議及規範》
《USB Audio Class協議規範》

同步型別

          ——非同步：不同步、但目的（sink）能提供資料速率反饋

          ——同步：同步到USB的SOF時鐘

          ——可調：用反饋或feed forward 的資料速率資訊實現同步