HDAudio標準和前置面板連接技術簡介及與AC97的區(qū)別

1、HD Audio標準和前置面板連接技術簡介（zt）英特爾的AC 97聲卡標準在PC全面實施后，讓計算機用戶享受到了集成聲卡的經(jīng)濟實惠和優(yōu)美的音質(zhì)。隨著用戶對高保真家庭影院級PC的需求，AC 97已經(jīng)不能滿足。于是In tel與杜比（Dolby）公司合力推出新一代的 High Defi niti on Audio （ HD Audio高保真音頻）音頻規(guī)范。HD Audio比AC 97作了那些技術革新？從下面的對比表可以看出有9項重大的革新。此主題相關圖片如下：Intel HD Audio 與 AC97 對比表重要點ACT971112卩 HD Audio益處解碼器與連接AC-LinkAzalia

2、Link提供更大的帶寬數(shù)據(jù)流單數(shù)據(jù)流（輸入備岀）單解碼芯片內(nèi) 多個獨立的數(shù)據(jù)流<®A/輸出）在數(shù)字家庭和辦公室 支持新的應用功能帶寬最大 11.51bps48 Mbps每舉SD輸出線24 Mbps每條SD輸入線劉f 8聲道192 kHz/32bit音質(zhì) 多數(shù)據(jù)流DKA使用預定義動態(tài)分配一個DM A引蹙分配給 一個數(shù)據(jù)流支持多數(shù)據(jù)流帶寬分配固定動態(tài)根據(jù)需要分配帶寬盪備感知/ 插孔重分配部分全部支爸所有音頻設備奏克部署2-聲道立體聲）心聲道驅(qū)動依賴硬件廠商微瓠的總線驅(qū)動和 硬仲廠商的功能驅(qū)動增頤OS的穩(wěn)定性和 基笨功能時鐘源解碼芯片 為主Intel ICH芯片組td為同歩提供一、A

3、zalia Link 總線HD Audio與AC 97相比，最根本技術革新是總線方式的改變。 AC 97用AC-Link與外部的Codec （數(shù)/模轉(zhuǎn)換解碼器）相連接。 如下圖：此主題相關圖片如下：AC 97軟聲卡的數(shù)字音頻控制器、AC-Link和控制器整合在ICH （南橋）內(nèi)，控制器通過 AC-Link總線與外部的Codec芯片連接。此主題相關圖片如下：圖2控制器和解碼器ffiAC-Link信號連接AC 寫7 CodecSYNC同步BIT CLK時神位SDATA.OUT音頻數(shù)據(jù)輸出SDATAJN音碩數(shù)據(jù)輸入RESET#復位(Primary)LL_rAC '97 Controllern

4、xrp:/dds e1,comCoAC-Link總線有5條信號線，并采用固定帶寬分配方式，總帶寬僅為11.5MB/S。DMA （直接訪問內(nèi)存）采用預定義方式。dec提供主時鐘源。HD Audio采用全新的 Azalia-Link與外部的 Codec連接。如下圖：圖3 HD Audio架構原理CPU豔器HD Audio控制器也整合在ICH （南橋）內(nèi)，通過 Azalia-Link總線與外部的 Codec芯片連接。系統(tǒng)內(nèi)存u'Hos【總線丿oHD Audio 控制器DMA DMA BT DMA團4 AzaliaffiDHA動態(tài)分配盧盧bbm* itX莎7G.udAzalia-Link總線比

5、AC-Link增加了 DMA控制器，而且是動態(tài)分配。同時 Azalia-Link引入了數(shù)據(jù)流概念，每個 CODEC為一 條數(shù)據(jù)流，每條數(shù)據(jù)流分配一個 DMA，隨機接入的CODEC的改變，啟用的DMA也就改變。這樣就實現(xiàn)了 HD Audio的帶寬 動態(tài)分配。HD Audio的單通道輸入帶寬達到 24MB/S，輸出通道帶寬達到 48MB/S。為實現(xiàn)高保真音頻提供了硬件條件。此主題相關圖片如下：圖5 HD Audio05流Link概念圖解前一幀i20.833gs («kHz)BCLK24 00 MHz)幀同步SYNCfffi»*! *rf* jrtf_TiiK, JSDO輸出命今

6、流SOEISA應答流if'ft丫怙'流數(shù)搖 'J#iffftrX_ c流標志f L流數(shù)據(jù)hhffRST#復位從“HDAudio的流Link概念圖解可以看到Azalia-Link總線的信號傳輸與 AC 97完全不同。由于Azalia-Link總線的動態(tài)分配 DMA和帶寬，引入數(shù)據(jù)流等新的技術，所以HD Audio整合聲卡的內(nèi)部音頻設計精度達到32bit/192KHz，最終輸出可以達到 24bit/192KHz，這意味著它能夠?qū)VD Audio、DVD-Video 進行良好的支持。也使得 HDAudio支持多音頻流回放。HD Audio的PC能夠同時輸出最多 4路不同的音

7、頻，并支持Digital Surround EX、 Digital Prologic llx、 Digital Virtual Speraker、DTS、DTS ES 24/96、DTS Neo6、THX 一系列的認證，實現(xiàn)上述解碼操作。此外在 麥克風方面，HD Audio還提供了軟件降噪功能、回音設置和對多拾音器的麥克風、麥克風陣列的支持。同時HD Audio的錄音功能還專門為視頻電話、語音IP電話、視頻會議進行優(yōu)化，不僅支持獨立多麥克風輸入，還可提供質(zhì)量和數(shù)據(jù)量非常平衡的信號。二、驅(qū)動程序Azalia-Link總線還導致聲卡驅(qū)動程序的改變。AC 97的驅(qū)動程序一般是由 CODEC芯片廠商提

8、供，主板搭配的CODEC芯片不同，驅(qū)動也就不同，造成某主板上的AC 97驅(qū)動程序未必能在另外一個主板上使用。HD Audio把驅(qū)動分為兩層：總線驅(qū)動( Bus Driver )和功能驅(qū)動(Function Drivers )，其中 總線驅(qū)動"是實現(xiàn)最基本音頻功 能驅(qū)動，將統(tǒng)一集成在操作系統(tǒng)中。目前在Windows XP, Windows Server 2003, and Windows 2000系統(tǒng)中是微軟提供的HD Audio Bus Driver，一般稱之為通用音頻結(jié)構(UAA)高清晰度音頻類驅(qū)動程序。功能驅(qū)動”是實現(xiàn)特殊功能的功能性驅(qū)動，包括音頻控制面板軟件一般由CODEC芯片

9、廠商提供。)微軟的 HD Audio Bus Driver，現(xiàn)在有兩個版本：KB835221 (1.0 版支持 XP SP1 )、kb888111 (1.0a 版，支持 XP SP2 )。這個驅(qū)動以補丁包的形式提供更新，而在微軟網(wǎng)站沒有提供下載。想要下載的可以到下面地址下載：微軟網(wǎng)站提供了有關說明：kb888111 有50多兆，是多種語言的，如下圖: 此主題相關圖片如下：圖6 微軟的HD Audio Bus DriverHOLMIG. INI 配置設置 1 KBHEBJPNKORPT安裝時執(zhí)行LANG.EXE即可。一般個CODEC廠商提供的HD Audio驅(qū)動整合了這款驅(qū)動，不需要另外安裝。也

10、有的 CODEC廠商提供的驅(qū)動沒有整合HDAudio Bus Driver，如：驊訊 CMI9880 HD Audio 聲音芯片最新驅(qū)動 UDAX008.62.64 版。需要先安裝 HD Audio Bus Dri ver，然后才可以安裝驊訊 CMI9880驅(qū)動。沒有安裝 HD Audio Bus Driver，聲卡就不能工作。三、設備感知設備感知就是聲卡的輸入輸出接口可以自動感應設備接入并給出提示。AC 97聲卡的幾個插孔是標注顏色和字符來說明每個插孔的作用，如果把MIC接到Speaker接口上，是無法正常使用的。HD Audio聲卡支持所有輸入輸出接口自動感應設備接入，不僅能自行判斷哪個端

11、口有設備插入，還能為接口定義功能。比如 同樣把MIC接到Speaker接口上，HD Audio可以探測到該接口有設備連接，并提示有設備接入， 請用戶確定接入的是那種設備，用戶確定后即將該接口定義為MIC輸入接口，改變原接口屬性。這項功能為連接音頻設備提供了方便。>$設備感知的原理就是利用音頻插座的開關功能，配置感知邏輯電路和相關軟件。如下圖：此主題相關圖片如下:圖7 HD Audio插座探測原理httpz 尸/bbs. it零76. conn從圖中可以看到 HD Audio要求音頻插座配有一個獨立的常開開關。開關一端通過并行的電阻網(wǎng)連接到CODEC芯片的探測Pin( SENSE_RETU

12、RN )，另一端連接到 CODEC的探測Pin SENSE_SEND 端。有插頭插入時，開關閉合，插頭拔出開關斷 開。CODEC里的“Pin Sense”控制器通過探測電路的電阻網(wǎng)絡感知是哪一個插座有插頭插入/拔出，并在控制器的“PreseneeDetect ” bit(s)寫入相應的代碼，然后經(jīng)過軟件提示給用戶。圖8是把音箱插頭插入音頻輸入插座后，聲卡控制面板提示插頭已插入插孔”，同時彈出 設備類型”提示，并讓用戶確認插入什么設備。此例中因為插入的是主音箱，所以選擇音源輸出”。這樣音源輸入插孔就變?yōu)榍爸弥饕粝漭敵隽恕．敯纬霾孱^時，聲卡控制面板又提示插頭已從插孔拔出”。此主題相關圖片如下：圖8

13、插頭插入/拔出的感知實例四、前置音頻面板1、AC 97的前置音頻接口定義和連接、主板前置音頻連接座和針腳定義，如下圖:圖9 AC97前置音頻連接針腳足義aud_iic_in （麥克輸？OAIID_IIC_BIAS （麥克偏置AUBJFOUT_R （前置右聲道輸出）HP_ON （慄留）AUD_FPOUT_L （前背左聲道輸出AUD.GND （音頻電路地馥AUD.VCC （為模擬功應提供*5町AUD_RET_R （前置右聲道返回）KEY （無針腳）AUD_RET_L （前置左聲道返回） Luni在連接前置音頻之前，主板的前置音頻連接座的 后不連接前置音頻線，后置就沒有音頻信號輸出。 、前置音頻面板

14、的插座5和6, 9和10針上面有跳線帽短接，連接前置音頻線時需要取下。如果取下此主題相關圖片如下:圖10符合AC97標準的前置音頻插座麥克1地線廠二；麥克偏冒-0 5麥克輸入耳機1地線2右聲道輸出3右聲道飯回左聲道坂回5左聲道輸岀亠 -£_丄_亠 吒二處 =二二般情況下，符合 AC97標準的前置音頻連接線至少有7根:1 AUD_MIC_IN2 AUD_GND3 AUD_MIC_BIAS5 AUD_FPOUT_R6 AUD_RET_R9 AUD_FPOUT_L前置麥克輸入。模擬音頻電路的地線。麥克偏置。輸出音頻信號至前置右聲道。 音頻信號從前置右聲道返回。輸出音頻信號至前置左聲道。10

15、 AUD_RET_L音頻信號從前置左聲道返回。還有把5/6和9/10各自合并為一根線，同時5/6和9/10又通過導線連接，共 5線7個插針的。也可以認為符合AC97標準。因為5/9是輸出到前置耳機，6/10是通過耳機插座的常閉開關返回再連接到后置音頻輸出插座。當沒有插前置耳機時，音頻信號經(jīng)耳機插座返回到后置音頻輸出，后置音箱輸出聲音。插前置耳機后，插座的常閉開關斷開，音頻信號不能返回到后置音頻輸出，后置音箱無聲音輸出。標準的7線連接是前后置音箱不能同時使用。如果是5線7針的，由于5/6和9/10通過導線短接，音頻信號不再經(jīng)耳機插座開關返回，所以前后置音箱可同時使用。此主題相關圖片如下：11 5

16、皴孑針的前置音頻連接線5/6出導銭頰接9/10由導線掘捷h L Lp;, 1 L5/6, tjoiii、前置音頻的連接 0AC 97標準中規(guī)定了前置音頻接線規(guī)則，并給出示意圖: 此主題相關圖片如下：團12 AC9?標準列出的刖i音頻連接示意圖MICHUL克座八MIC BIASAUD_GNDAUD.GND不能用于履座探測FP OUT R一FP_RETURN_RActe；AUD 5V機箱前置音頻面板FP OUT L主板跳線帽L BKl IK'i®FP RETURN L下面是實際接線圖例:此主題相關圖片如下:S13前置音頻線連接實例5線7針hLLr.)i /btjys. 1 Lb/

17、B, coin2、HD Audio的前置音頻接口定義和連接、主板前置音頻連接座和針腳定義，如下圖:圖14 HD Audio前置音頻連接針腳定義回ciT回回PORT lL（mWl-左聲道）（麥克）PORT lRtmmi-S聲道） （麥克）PORT 2R （模擬口2-右聲道 （耳機SENSE_SEND （感知發(fā)送）PORT 2L （模 1X02-左聲直） （目機）GND （tfi）PRESENCE# （設備存在信號）SENSE1_RETURN （感知 1 返回）KEY f無針胸1）SENS號_RETURN （感知2返回）LoniHD Audio為了在連接針座方面與AC 97兼容，仍然采用2X5的插

18、針座。與AC 97不同的是取消了 5/6，9/10的跳線帽，另外針腳定義和名稱也不相同。下面是HD Audio與AC 97的針腳定義對比：此主題相關圖片如下:表2 AC昕與HD音頻連接座針腳定義對比表1AC97MIC IN前置麥克輸入HDPORT IL模擬】-左聲道（麥克）2AC97HDGND接地3AC97MICBIAS麥克偏置電壓HDPORT 1R模擬口 右聲道（麥克）4AC97vcc+5VHDPRESENCE#低信號激活-發(fā)信號®BIOSa表"HD刖置咅頻榕到連接插座o 前置音頻踐連參到插座吋.PRESENCE#=O5AC97FPOUT R前置右聲道輸出HDPORT 2

19、R模擬口 A右聲道（耳機）6AC97RET R前置右聲道返回HDSENSE1 RETIRN前潼音頻插座1的偵測信號返回1AC97HP ON保留HDSENSE_SENDHD音頻解碼芯片發(fā)出的插座偵測傳感信號8AC97HDKEY防呆（無針）9AC97EPOUT.L前置左聲道輸出HDPORT 2L模擬-左聲道（耳機）10AC97RET,L前置左聲道返回HDSENSE2.RETIRN前置音頻插座2的偵測信號返回從上面的對比表可以看出，10個針腳里第1、2、3、5、9雖然名字有所變化，其功能沒有改變。仍然是用于音頻輸入 /輸出的。 AC97規(guī)定1、3針是麥克輸入，HD規(guī)定是模擬音頻口 1的左右聲道，即可

20、用于音頻輸入，也可用于音頻輸出。所以，1、3針仍可連接麥克輸入。 5針和9針仍然是輸出給前置耳機音頻信號，與 AC 97的定義相同。因此， AC 97前置面板的1、2、 3、5、9針插在HD Audio插座上是沒有問題的。、前置音頻面板的插座此主題相關圖片如下:圖15 HD Audio與AC 9#的前置插座對比麥克插座插座1AUM*lh_BIASAUD MIC IN5背頻座QSENSE RETURNSENSE SENDP0RT1 RPORT1 LGND目機插座AUD_GND AUDFPOUTR aud2ret_rAUDRETL aud2fpout_lQ頻履座SENSERETURN SENSE_

21、SENDP0RT2RPORT2 LGNDAC 97HD Audio此主題相關圖片如下:此主題相關圖片如下:從上面的對比圖可以看出HD Audio采用的前置音頻插座與 AC 97完全不同。AC 97聲道常閉開關，以便于前后置音頻切換。HD Audio采用的是獨立常開開關，用于感知設備插入。、前置音頻的連接HD Audio標準規(guī)定了前置音頻的連接，同時給出連接參考圖：此主題相關圖片如下:16 HD Audio標準規(guī)定的前置音頻連接F面是HD Audio前置音頻線和 AC 97前置音頻線連接在 HD Audio接線座的實例圖:此主題相關圖片如下:圖13 HD Audio前置音頻線/AC 97置音頻線

22、連接在HD Audio接皴座實例GNDLINE OUT FL13510MIC POWERLINE OUT RLLINE OUT FRLINE OUT RR 注：虛線表示以不連接。PORT1PORT1GNDPORT2 RPORT2 LRETURNSENSE 仁 RETURN SENSE SENDAC 97連接線HD Audio 連接插針HD Audio連接線目前，配置 AC 97前置面板的機箱較多，HD Audio前置面板的較少。HD Audio的主板可以搭配 AC 97前置面板的機箱,按上圖的連接沒有問題。 但是前置麥克會沒有聲音輸入。這是由于HD Audio要求音頻插座必須是帶有感知設備用的

23、獨立開關，而AC 97的音頻插座沒有這個獨立的開關，不能感知麥克插入，所以麥克不好用。CODEC芯片設計時考慮到這個問題，解決辦法是通過音頻控制面板軟件禁用前置面板插孔檢測:關閉前置面板的感知功能。如Realtek ALC883/885聲卡：此主題相關圖片如下：4>MSI音效混頻器音頻I/O 麥克鳳 3D音頻演示心 M W 蘭 U Hkl接頭設置接頭設置刃報用前聞板插孔檢測si當油-丄屈耳擠時.關用匚血祕輸出-M當插人設備時，開啟自動彈岀對話框在音頻I/O界面點擊鳥彈出澤接頭設置” 選中顯禁用前面板插孔檢測"選項即可http:/bbs.i 1576 * com或者聲音屬性里設置

24、錄音設備，女口 CMI9880L聲卡，使用前置麥克時需要在 Sou nds and Audio Devices Properties對話框的Sound recording 部分里設置為 C-Media Azalia Front Panel （默認設置是 C-Media Azalia Rear Panel）:此主題相關圖片如下：匚劇 Az&ic Fionl Panel Use or def" devicesDefadt deviceMicroioll G$ Wavttdble SW SynthVolume.I UHedi 曰 A創(chuàng)勺 Fl gf PmIMIDI muicVolu

25、me Soindt Audo ¥oice j HardwawS ou"nd nl岀恤:kDHadt deviceDefault devpse:C-Meda Azaiia Fron! PanelC-Media Azdi Rer PanelVohjme.Advanced. (CIK CancelSounds and Audio Devices Properties嶺/VbbG.it.GOBi5、前置音頻線英特爾對前置音頻電纜做了明確的規(guī)范。為了減少串擾、信號衰減和電磁耦合干擾，要求前置音頻線采用屏蔽線。由于麥克信號是低電平信號，并且對噪聲很敏感，屏蔽對于麥克線尤為重要。標準建議

26、前置音頻線長度在18英寸以內(nèi)。下面是標準中有關前置音頻線的規(guī)則圖示： 此主題相關圖片如下圖20前置音頻電纜尺寸17.75+ 0.25 inP1XXXXXXXXX最大1.0inJ商ID和產(chǎn)品編號P2最大1,0 in此主題相關圖片如下:圖21前置音頻電纜縱仞面屏蔽雙絞線對DI I L Lp1 «« JL LCz'G « VK|I屏廠線集束屏廠雙絞線對C屏蔽雙絞線対B屏蔽雙絞壤對A屏蔽層：)6隔交織的 鍍鋁銅編織內(nèi)層屏蔽； 畬屬化鋁聚酯膜此主題相關圖片如下:圖饕前置音頻電纜圖樣13 4 7 5 62222 2一 -2 二 2 -2-2213 47 56 90-1

27、目前在國內(nèi)的機箱里很少看到有符合In tel標準的前置音頻線。大部分是無屏蔽的排線，這種排線由于抗干擾能力差，必然降低聲卡的音質(zhì)。特別是 HD Audio，影響更大。所以配置 HD Audio后，最好選擇配置標準音頻線的機箱。參見下圖： 此主題相關圖片如下：基本符合Tn仕1標準的不符合I址“標準的五、AC97的前置插頭改為 HD Audio的主板上前置音頻插座的第 4腳在AC97規(guī)格是給模擬音頻功放提供 +5V供電的，在HD Audio規(guī)格里改為PRESENCE#信號。 這個PRESENCE#信號是前置面板插頭插到主板的前置音頻插座上的感知信號，低電平（0 ）有效，并把信號送給 BIOS，讓BIOS知道已經(jīng)插上前