Το USB το HiEnd, το σωστό, το πρόστυχο...

[Κώστας Φ.]

Τελικά θα το βρούμε ποτέ το USB του τίτλου και της υπογραφής μου; Κι αν ναι, που;

Διάβαστε ένα κείμενο για το USB Audio που έχω αποθηκευμένο στον υπολογιστή μου (του John Swenson - τα bold δικά μου):

The USB audio class implementation uses the isochronous mode of data transfer over the USB bus, with three possible types of synchronization:
synchronous, adaptive and asynchronous. I will go over these in detail a little further down, covering how they work and their jitter rammifications.

But first some detail on isochronous mode and covering some myths about USB. The USB bus works very differently than an ethernet connection works and this has given rise to some erroneous assumptions I hear a lot of around here. First off the host (computer) is in complete control of the bus, there is no way too many devices trying to talk at once can "overload" the bus such as can happen on an ethernet. Data is sent out in frames that go out every millisecond. This happens whether there is any data in them or not. The rate at which the frames go out is determined by the oscillator in the host transmitter, not by the speed at which the computer is running, or the software running on it. Some piece of software bussily running in the background cannot "slow down" the bus. It might prevent a program from keeping up with the bus (providing data to it) or accepting data from it, but the data rate on the bus stays constant (or at least fairly constant within the limits of the oscillator in the host PHY)
Now on to isochronous, this means that the host reserves bandwidth on the bus for an endpoint. (your DAC is an endpoint) This is easy for it to do since it is in complete control of the bus, nobody else can "steal" it. It doesn't matter that you have a 300gig hard drive, a scanner, a mouse or whatever else on the bus, once an isochronous endpoint is setup they all have to work around it, they get whats left over. If you try and setup too many isochronous endpoints such that the bus cannot handle it, the host will not allow them all.

One interesting tidbit about isochronous streams is that there is no error correction. There is a rudimentary error detection, but no mechanism for doing anything about it, no retries or ECC codes. I read somewhere that its estimated that for a 44.1 stream running 24 hours a day there will be an error about once a month or so. The standards committee did not consider this worth doing anything about. I guess if you detect an error you can either flash a light on the front pannel to let people know an error occured, or you can just play the previous sample. (or maybe interpolate with the next)

Άφησα και την πρώτη παράγραφο γιατί απαντά σε κάποιες απορίες που είχε ο φίλος Δημοκήδης πριν λίγο καιρό.

Στο θέμα μας τώρα, μέχρι εδώ τι έχουμε;

Υπάρχει error detection, δεν υπάρχει error correction, αλλά τη μία φορά το μήνα που θα κάνει λάθος το ρημάδι (παίζοντας 24/7 ε, έχεις τρόπους να το διορθώσεις (αν ξέρεις και θέλεις) εφόσον αυτό είναι άμεσα ανιχνεύσιμο.

Και πάμε παρακάτω:

Now on to the fun part, the syncronization modes. In all casses the data from the bus goes into a buffer and gets clocked out by a clock, how that clock is generated and how it interacts with the bus is the differences between the modes.

Synchronous: in this mode the readout clock is directly derrived from the 1KHz frame rate. There is a PLL that takes in the start of frame signal and genrates a clock. Using this scheme its rather difficult to generate 44.1, but very easy to generate 48KHz. This is a primary reason why many early USB audio devices only supports 48KHz, they used this mode. As you can guess this mode is very susceptible to jitter on the bus, pretty much anything that causes the output from the host to be jittered (PS noise, vibrations, interference etc) AND things that can cause jitter on the interconnect (interference, reflections, ground noise etc) will wind up with jitter on the readout clock. This is a VERY poor mode to use for decent quality audio.

Adaptive: in this mode the clock comes from a separate clock generator (usually implemented as a PLL referenced by a crystal oscillator) that can have its frequency adjusted in small increments over a wide range. A control circuit (either hardware or firmware running on an embedded processor) measures the average rate of the DATA coming over the bus and adjusts the clock to match that. Since the clock is not directly derived from a bus signal it is far less sensitive to bus jitter than synchronous mode, but what is going on on the bus still can effect it. Its still generated by a PLL that takes its control from the circuits that see the jitter on the bus. Its a lot better than synchronous mode, but still not perfect by a long shot. This is the mode that MOST USB audio devices use today.

Asynchronous: in this mode an external clock is used to clock the data out of the buffer and a feedback stream is setup to tell the host how fast to send the data. A control circuit monitors the status of the buffer and tells the host to speed up if the buffer is getting too empty or slow daown if its getting too full. Note this is still isochronous, the host is continuousley sending samples, there is no "per packet handshake" going on. Since the readout clock is not dependant on anything going on with the bus, it can be fed directly from a low jitter oscillator, no PLL need apply. This mode can be made to be VERY insensitive to bus jitter.

Ορίστε κι ένα σχηματάκι με το adaptive mode που χρησιμοποιούν οι περισσότερες usb audio υλοποιήσεις και το asynch mode που θα ήθελαν να μπορούν να χρησιμοποιήσουν:

Oυσιαστικά, η μόνη περίπτωση που μπορεί το καλώδιο να κάνει κάποια διαφορά είναι σε υλοποιήσεις που βασίζονται στο data stream που έρχεται από το καλώδιο για να βγάζουν το clock. Αλλά αυτές εκ των προτέρων είναι λάθος υλοποιήσεις (στο USB receiver κομμάτι πάντα, στο D/A μπορεί να είναι άριστα). Σε τέτοια περίπτωση καλύτερα να επενδύσεις τα χρήματά σου σε αλλαγή του USB DAC ή του USB receiver μόνο, ανάλογα με την περίπτωση, με κάποιο σοβαρό, παρά σε "καλύτερο" (= με ferrite clamps που στοιχίζουν μισό ευρώ ο ένας και στους χρεώνουν x200) USB καλώδιο.

Και τώρα θα πεταχτεί ο Κόγιας που είναι ισοπεδωτικός και θα πει:

"Καλά ρε, γιατί τότε δεν δουλεύουν asynchronous mode εφόσον είναι η top επιλογή;
Ένα τέτοιο εργαλείο δίνει δυνατότητα με σωστή δουλειά στο software για υλοποιήσεις που υποστηρίζουν μεταφορά 24/192 υλικού από USB, με ελάχιστο jitter και σταθερή απόδοση που δεν θα επηρεάζεται από το φενγκ σούι του χώρου, τους φερρίτεες και τα purifiers..."
Δηλαδή πως δουλεύει asynch η M-Audio Transit των 70 ευρώ, η Tascam US-144 (μεχρι 24/96) καi η ΕMU 0404 (μέχρι 24/192) των 200 ευρώ και δεν μπορεί ο Χ/Υ HiEnd κατασκευαστής που μας ζητάει 2-3-5-10 χιλιάρικα για το "απόλυτο" και "ψαγμένο μέχρι την τελευταία λεπτομέρεια" μηχανάκι του;!"
​

Αλλά ο Κόγιας (κάνει ότι) δεν ξέρει ότι το asynchronous USB, το HiEnd, το σωστό, το πρόστυχο, που λέω και στην υπογραφή μου, είναι δύσκολο....
Είναι δύσκολο, όχι για τους λόγους που θα σας πει ο κάθε κατασκευαστής ή αντιπρόσωπος αποτυχημένης USB υλοποίησης που παίζει διαφορετικά με αλλαγή USB καλωδίων...

Είναι δύσκολο γιατί οι περισσότερες βιοτεχνίες του HiEnd έχουν μάθει να τα βρίσκουν όλα έτοιμα (είτε πρόκειται για κυκλώματα/τοπολογίες είτε για υλικά, πόσο μάλλον για usb interfaces) και να επιλέγουν ανάμεσα στα έτοιμα τον συνδυασμό που θα πουλήσει ή θα ακουστεί (ή και τα δύο αν είμαστε τυχεροί) καλύτερα.
Δυστυχώς γι'αυτούς και περισσότερο για εμάς, έτοιμο asynch USB δεν υπάρχει και οι τύποι δεν έχουν ούτε τις γνώσεις ούτε τη διάθεση να στρώσουν τον κώλο τους κάτω και να αναπτύξουν κάτι αντίστοιχο.

Λίγοι είναι αυτοί που έχουν ασχοληθεί σοβαρά με το θέμα, όπως έκανε ο Wavelength Audio (δείτε εδώ, στο κομμάτι Asynchronous USB Audio-What’s it all about?) για παράδειγμα και τώρα το χρεώνει χρυσάφι και πολύ καλά κάνει.
Τουλάχιστον αυτός έχει το know-how, δεν κάνει ότι το έχει.
Πούλησε την τεχνογνωσία του και στην Ayre ο μάγκας. Αμ πως...

[Και θα κάνει review o X/Ψ ημι-άσχετος το Ayre και θα φάει 2 παραγράφους να υμνεί την τεχνογνωσία των μηχανικών της Ayre στo computer audio - λέω ημι-άσχετος γιατί είμαστε στο αισιόδοξο σενάριο όπου ο reviewer έχει τουλάχιστον τις γνώσεις να εκτιμήσει το asynch USB έναντι των interfaces του ανταγωνισμού..]

Το θέμα είναι ότι έχουμε μείνει εμείς οι χομπίστες στη μέση..

Από τη μία έχουμε τις Pro-Audio εταιρείες που έχουν τα resources και την τεχνογνωσία αλλά οι οποίες μας έχουν γραμμένους (και καλά κάνουν) γιατί το target group τους παίζει το computer audio με κάρτα ήχου και DAC που είναι slaved σε τούμπανα world clocks άρα αυτά τα έχουν λυμμένα προ πολλού και χεστήκανε για εμάς...
Το async usb το έχουν για συσκευές της πλάκας (για τα δικά τους δεδομένα) όπως αυτές που έβαλα παραπάνω, για να ηχογραφεί ο άλλος στον ελεύθερό του χρόνο κανένα τραγουδάκι με το laptop, στο πικ-νικ της Κυριακής, την ώρα που κάνει καντάδα στο γκομενάκι του με την κιθάρα...
Σιγά μη δαπανήσει χρόνο και resources η Lynx και η RME ή ακόμα και η EMU (θυγατρική της Creative αν δεν κάνω λάθος) για να βγάλει asynch usb DAC με προσεγμένα ρολόγια, τροφοδοσίες, αναλογικά στάδια εξόδου, όμορφη πρόσοψη, επίχρυσα ποδαράκια και ότι άλλο μπορεί να ζητάνε σοβαροί ή μη audiophiles (το οποίο μετά θα πρέπει να το διαφημίσει σε κόσμο που με το ζόρι ξεχωρίζει το USB από το Firewire και να ασχοληθεί με όλο το κύκλωμα HiEnd περιοδικών/αντιπροσώπων/reviewers)...
Οι μηχανικοί τους έχουν να ασχοληθούν με σοβαρότερα πράγματα.

Από την άλλη έχουμε τις HiFi και HiEnd βιοτεχνίες που περιμένουν το USB 3.0 μήπως κι εκεί καταφέρουν να βρουν κάτι έτοιμο και βάλουν επιτέλους κανένα σωστό usb receiver κομμάτι στα DAC τους ή στα usb transport τους.
Εν τω μεταξύ φροντίζουν οι ίδιοι και τα παπαγαλάκια τους να θάβουν (ως "μη HiEnd") τις υλοποιήσεις που προσφέρουν ό,τι αυτοί δεν μπορούν να εφαρμόσουν στα δικά τους προϊόντα.
Ευκολότερο (ειδικά όταν το target group σου αποτελείται κυρίως από άσχετους με το θέμα) και πολύ φθηνότερο από το να στρώσεις τον κώλο σου και να μάθεις - ή να πληρώσεις για να μάθεις - πως να φτιάξεις firmware για το TAS1020 ώστε να δουλεύει σε asynch mode.
Έτσι αποφεύγουν και να δείξουν ότι δεν το γνωρίζουν το αντικείμενο και να ρίξουν τα μούτρα τους κάτω και να παραδεχτούν ότι το usb receiver κομμάτι (<- είμαι πολύ συγκεκριμένος, μη μου μιλήσει κανείς για το αναλογικό κομμάτι της Transit...) των φθηνών ημι-ημι-ημι-επαγγελματικών λύσεων το 100 και 200 ευρώ είναι ΑΡΙΣΤΟ και πολύ θα ήθελαν να μπορούσαν να το ενσωματώσουν στα δικά τους DACs αλλά δεν....

Κι έτσι έχουμε μείνει εμείς οι χομπίστες στη μέση...
...με κάποιους να προσπαθούν να ψαρέψουν I2S από asynch usb interfaces σαν τα παραπάνω που έβαλα για να "ταϊσουν" το DAC τους, κάποιους άλλους να τα έχουν παρατήσει και να ακούνε από spdif περιμένοντας το USB 3.0 μήπως δούνε φως, άλλους να το έχουν γυρίσει στα επαγγελματικά, άλλους έτσι, άλλους αλλιώς, άλλους αλλιώτικα και, δυστυχώς την πλειοψηφία, ελλείψει γνώσεων και ενημέρωσης, να το ρίχνει σε αγορές ακριβών USB καλώδιων που υποτίθεται βοηθάνε στο μπάλωμα προβλημάτων που αφορούν προβληματικές από τη φύση τους USB υλοποιήσεις που οι ίδιες εταιρείες και οι peers τους έριξαν στην αγορά...

Καλά ξεμπερδέματα.

 

[deleted user 10898]

αψογος...
:622:

 

[Costas Coyias]

Απάντηση: Το USB το HiEnd, το σωστό, το πρόστυχο...

Εύγε παλικάρι μ'

 

[Costas Coyias]

Απάντηση: Το USB το HiEnd, το σωστό, το πρόστυχο...

Ρίξε τώρα και ένα κατεβατό για το firewire, όπου δεν έχουμε έναν host...

 

[Κώστας Φ.]

Ανάσα να μην πάρω;! Ούτε ο σΚαφάτος δε μας τα κάνει αυτά! :116:

 

[costas EAR]

Απάντηση: Το USB το HiEnd, το σωστό, το πρόστυχο...

:444::444::444:

Μπράβο Κώστα!

Μπράβο!

Και ναι, θα το βρούμε το USB της υπογραφής σου, που θα πάει... θά'ρθει κι η ώρα του....

 

[Κώστας Φ.]

Να σε πω την αλήθεια, θα προτιμούσα Ethernet αλλά εκεί είμαστε ακόμα πιο πίσω....

 

[costas EAR]

Απάντηση: Το USB το HiEnd, το σωστό, το πρόστυχο...

στα επαγγελματικά η ψηφιακή μεταφορά ήχου μέσω ethernet δουλεύει εδώ και κάτι χρονάκια όμως. υποθέτω θα το γνωρίζεις...

αν επιμένεις, δεν έχεις παρά να πας σε αμιγώς επαγγελματικό εξοπλισμό.

ιδού η ρόδος...

 

[Κώστας Φ.]

Someday...

 

[Κώστας Φ.]

Musiland Monitor 01 USD 24/192 USB to SPDIF

Στα 75 δολλάρια στο ebay, με τα XILINX του, τα pulse transformers του, τους drivers για XP/Vista/7, τα πάντα όλα.
[Βγαίνει και σε DAC/Headphone amp στα $90.]

Ίσως έχουμε θέμα. Θα το ψάξω να δούμε τι και πως περνάει μέσα από τη USB.
Πάντως μέσα στο κουτί του Buffalo χωράει η πλακέτα άνετα. :144:

 

[Petros_Dalipis]

[Βγαίνει και σε DAC/Headphone amp στα $90.]

Ίσως έχουμε θέμα. Θα το ψάξω να δούμε τι και πως περνάει μέσα από τη USB.
Πάντως μέσα στο κουτί του Buffalo χωράει η πλακέτα άνετα. :144:

Αν εχεις την καλοσυνη πες μας εντως 2 ημερων, μια και σε 3 ληγει η δημοπρασια του συγκεκριμενου (αυτου στο παραπανω link). Θελω να το αγορασω για να βαλω τα ακουστικα μου επανω για να ακουω μουσικη απο το PC. Κανει;

 

[costas EAR]

Απάντηση: Re: Το USB το HiEnd, το σωστό, το πρόστυχο...

Πάντως μέσα στο κουτί του Buffalo χωράει η πλακέτα άνετα. :144:

είσαι άπαιχτος!
Εύγε!:126:

 

[Βασίλης Χουρμουζιάδης]

Απάντηση: Το USB το HiEnd, το σωστό, το πρόστυχο...

στα επαγγελματικά η ψηφιακή μεταφορά ήχου μέσω ethernet δουλεύει εδώ και κάτι χρονάκια όμως. υποθέτω θα το γνωρίζεις...

Υπάρχουν και άλλες εταιρείες πλήν επαγγελματικών, που χρησιμοποιούν ethernet αλλά δεν είναι αρκετά Χάϊ Ενδ για εμάς τους Ελληνες..... :137:

αν επιμένεις, δεν έχεις παρά να πας σε αμιγώς επαγγελματικό εξοπλισμό......

Οχι απαραιτήτως... :144:

 

[Costas Coyias]

Απάντηση: Το USB το HiEnd, το σωστό, το πρόστυχο...

Υπάρχουν και άλλες εταιρείες πλήν επαγγελματικών, που χρησιμοποιούν ethernet αλλά δεν είναι αρκετά Χάϊ Ενδ για εμάς τους Ελληνες..... :137:

Έλα καημένε κι εσύ! Το TCP/IP είναι ασύγχρονο. Άντε μετά να ξεκαθαρίσεις αν ο κόκκος οφείλεται στο jitter, ή στο μοτέρ του πληντυρίου της γειτόνισσας. Αφού έχουμε βρει δράκο τώρα, τί το σκαλίζεις; :116:

 

[costas EAR]

Απάντηση: Το USB το HiEnd, το σωστό, το πρόστυχο...

Υπάρχουν και άλλες εταιρείες πλήν επαγγελματικών, που χρησιμοποιούν ethernet αλλά δεν είναι αρκετά Χάϊ Ενδ για εμάς τους Ελληνες..... :137:

έλα ρε κινητή βιβλιοθήκη, πες για ποιά μιλάς, μη το αφήνεις στη μέση....
Φώναξε: λίνννννννννννν....

Αλλά δεν είχα αυτό ακριβώς στο μυαλό μου ξέρεις...

Εκτός κι αν μιλάς για κάτι άλλο....

 

[Κώστας Φ.]

Νομίζω και η Meridian είχε ασχοληθεί. Δεν παίρνω κι όρκο.

Υπάρχουν εταιρείες και αρκετές λύσεις (έτοιμες ή σχεδόν έτοιμες)..
Η σωστή νοοτροπία και η όρεξη για γνώση δεν υπάρχει.

Παράδειγμα:
Όλοι έγραψαν ότι "έπαθαν πλάκα" με το μικρό Meridian στις εκθέσεις αλλά πόσοι από αυτούς λέτε να έψαξαν μετά να δουν τι είναι το ρημάδι το DSP ως τεχνολογία, τις δυνατότητές της και πως θα μπορούσαν να την αξιοποιήσουν;
Δε λέμε papers και τέτοια.. Μία wikipedia και 2-3 άρθρα (όχι βιβλία, προς Θεού)....
Το 3% των ακροατών; Το 5%;
Μπορεί να λέω και πολύ, γιατί.... αυτό είναι χάσιμο χρόνου! Μας αποσπά από τη μουσική μας!

Από την άλλη βέβαια θεωρείται λογικό να βάζεις και να βγάζεις purifiers μέρα και νύχτα μέχρι να βρεις την "ιδανική" θέση που εξαφανίζει την κοσμική ακτινοβολία, να στρίβεις παίζεις με τα χιλιοστά της τοποθέτησης των ηχείων σου μέχρι να φτιάξει το "ύψος" της στερεοφωνικής εικόνας, να αλλάζεις καλώδια επί δύο μήνες μέχρι να καταλήξεις σε αυτά που "ματσάρουν" με το σύστημά σου... Οτιδήποτε αρκεί να μη βάλουμε το μυαλό μας να δουλέψει, με άλλα λόγια. Και μετά φταίει ο Κόγιας που λέει "καλά σας κάνουν"..

 

[ak1s]

Χμ...αν θυμάμαι καλά, προ αμνημονεύτων, με την Tag Mclaren Audio είχαμε παίξει με ethernet καλώδια, Tagtronic bus, Tagtronic link...

 

[themiloc]

Όλοι έγραψαν ότι "έπαθαν πλάκα" με το μικρό Meridian στις εκθέσεις αλλά πόσοι από αυτούς λέτε να έψαξαν μετά να δουν τι είναι το ρημάδι το DSP ως τεχνολογία, τις δυνατότητές της και πως θα μπορούσαν να την αξιοποιήσουν;

Σε λίγο θα υπάρχει αυτό:
http://www.xtz.se/produkt.php?allmant=true&produkt=41&eng=true
σε εξαιρετική τιμή για να το δοκιμάσουμε.
Αναμείνατε.
Θ.Ζ.

 

[Κώστας Φ.]

Άντε, δίνει τα εύσημα στον Gordon η Ayre...

Ayre is proud to be the first licensee of Wavelength Audio’s new “asynchronous” USB technology called Streamlength software. For the first time ever, Ayre can make an external D/A converter box that has the critical master audio clock where it belongs—right next to the D/A chip itself

Πηγή: Ayre_USB_DAC_White_Paper

 

[Κώστας Φ.]

Wavelength Audio Proton Asynchronous USB DAC Review @ ComputerAudiophile

Μεταξύ άλλων:

Current DACs using similar Asynchronous implementations are the Ayre QB-9, which uses code licensed from Wavelength Audio, and the USB products from dCS. My guess as to why more manufacturers are not using Asynchronous USB is that the learning curve is very steep and it takes someone with the knowhow of Gordon Rankin or a company like dCS to bring this type of product to market.