Все о встроенном звуке

Развиваясь в направлении интеграции все большего количества устройств, материнские платы взяли на себя функции звуковой подсистемы. Конечно, возможности большинства встроенных кодеков оставляют желать лучшего, поскольку дешевое решение не может быть качественным и полнофункциональным. Но для многих пользователей аппаратная обработка звуковых потоков и обсчет HRTF-фильтров трехмерного звука оказываются ненужными, и теперь вместо звуковой карты они должны выбирать материнскую плату. Встроенный в материнскую плату звук может быть реализован двумя способами. Во-первых, на плату может быть установлен звуковой контроллер. Функционально такое решение ничем не отличается от полноценной PCI-карты. Во-вторых, можно обойтись без контроллера, возложив все функции по обработке звука на драйверы. Об этом способе и пойдет речь. Технологии AC'97 и AMR Сегодня большинство интегрированных и автономных звуковых решений основано на концепции AC'97. Ее суть заключается в том, что звуковой контроллер физически разделяется на две части. Первая часть -- цифровой контроллер (Digital Controller, DC), обрабатывающий звук в цифровом виде. Его задача -- выполнить преобразования информации, например, создать имитацию 3D с помощью специальных фильтров. В качестве такого контроллера обычно выступает специализированный или универсальный процессор цифровых сигналов (DSP). Вторая часть звуковой подсистемы -- аудиокодек (Audio Codec, AC). Как следует из названия, он должен выполнять кодирование и декодирование цифровых данных, поступающих в контроллер или из него. Эти два чипа связываются между собой с помощью стандартного интерфейса AC-Link, состоящего из пяти линий (две линии синхронизация, сброс, две линии передачи данных в обоих направлениях). Тем самым обеспечивается полная независимость двух частей (аналоговой и цифровой) звуковой подсистемы, они не влияют друг на друга и ничего не "знают" об особенностях реализации соседнего компонента. В дальнейшем был разработан стандарт Audio/Modem Raiser (AMR), использовавший технологию AC'97 оригинальным образом. Как и в софтовых модемах, в AMR используется концепция Host-based processing -- выполнение функций обработки сигналов с помощью драйверов. Согласно спецификации AMR аудиокодек посредством интерфейса AC-Link подключается к хост-контроллеру чипсета. Обработкой звука занимается специализированный драйвер, а "южный мост" только пересылает данные в формате PCM (импульсно-кодовая модуляция). Получается, что вместо звуковой карты на материнскую плату достаточно установить недорогую плату-рейзер только с аналоговым кодеком или разместить его прямо на материнской плате, поскольку он имеет небольшие размеры. Дальнейшее развитие идеи AMR предусматривает подключение к "южному мосту" по такой же схеме других кодеков -- модемного, сетевого, беспроводной связи. Так появились стандарты CNR (Intel) и ACR (VIA). Однако идея хост-обработки для связи компьютеров пока не получила особенной популярности, поэтому сейчас куда проще найти модем или сетевой контроллер в виде полноценной PCI-карты, нежели в виде рейзера. Зато звуковой кодек сегодня есть практически на каждой системной плате. Чаще всего при создании материнских плат используются кодеки от четырех основных производителей. Например, Gigabyte часто выбирает SigmaTel, ABIT нравится Avance Logic, Intel и MSI в основном используют Analog Devices. Получаемые звуковые решения отличаются друг от друга и программно (набор и качество реализации в драйверах функций обработки звука), и аппаратно (качество выходного сигнала). Производители кодеков SigmaTel http://www.sigmatel.com/ Эта компания имеет самый большой ассортимент аудиокодеков. Среди ее моделей есть и самые простые кодеки, такие, как STAC9700, и самые сложные, например, STAC9708 (используется в самых дорогих игровых звуковых картах). Особенность топ-модели -- наличие четырех независимых каналов, что позволяет подключать к материнской плате четырехкомпонентные акустические системы. Кроме того, кодеки SigmaTel обладают самыми лучшими характеристиками, в особенности по соотношению "сигнал/шум". Драйверы к своим кодекам SigmaTel предоставляет только разработчикам устройств, поэтому ищите их на сайте производителя материнской платы. Analog Devices http://www.analog.com/ Эта фирма, как и SigmaTel, специализируется на выпуске всевозможных аналоговых и цифровых микросхем. Среди ее многочисленных продуктов есть и два аудиокодека. Пожалуй, это самое популярное на сегодня решение для встроенного звука, более дешевое и менее качественное, чем аналоги от SigmaTel. Скачивать драйверы нужно с сайта производителя материнской платы. Avance Logic http://www.avance.com/ Это, по имеющимся у нас сведениям, подразделение небезызвестной фирмы RealTek. Avance Logic занимается разработкой и выпуском дешевых звуковых контроллеров и кодеков. На сегодня у этой компании есть пару кодеков -- простой ALC100 и вполне современный ACL200, которые иногда используются на материнских платах. Но это случается нечасто, и, как правило, кодеки Avance Logic можно встретить на самых простых моделях таких фирм, как Abit, FIC, EliteGroup и Acorp. Свежие драйверы можно обнаружить по адресу: http://www.realtek.com.tw/htm/download/cgi/dld1.cgi/h?class1=computer VIA http://www.via.com.tw/ Хорошо известный производитель чипсетов тоже выпустил свой кодек. Однако до сих пор у нас нет никакой официальной информации по нему. Но поскольку большинство новых материнских плат поставляется именно с кодеком VT1611A, логично предположить, что VIA борется с конкурентами либо с помощью очень низкой цены, либо просто вынуждает приобретать свои чипсеты вместе с ним. Драйверы к этому кодеку, равно как и к любому другому чипу VIA, вы можете скачать по адресу: http://www.via.com.tw/jsp/en/dr/driver.jsp Cirrus Logic http://www.crystal.com/ Эта компания традиционно специализируется на разработке дешевых контроллеров. Она тоже выпустила несколько аудиокодеков, но производители материнских плат почему-то не спешат использовать их в своих материнских платах. У аудиокодеков и технологии AMR есть один существенный недостаток. Все функции по обработке звука возлагаются на центральный процессор, поэтому разработчики драйверов чаще всего не решаются реализовывать какие-либо дополнительные возможности по обработке звука, вроде обсчета трехмерного звука или эмуляции работы звуковой карты под DOS. Решение этой проблемы предложила тайваньская фирма C-Media Electronics (http://www.cmedia.com.tw/). Она разработала несколько полноценных звуковых контроллеров, сравнимых по цене с аудиокодеками других производителей. Последняя разработка фирмы -- чип CM8738. C-Media не придерживается стандарта AC'97: ее чипы содержат в себе и цифровую, и аналоговую части. Помимо стандартных функций обработки данных, они поддерживают четыре или пять выходных каналов, интерфейс S/PDIF, эмуляцию DOS-звука, волновой MIDI-синтез, трехмерный звук (стандарты A3D, DirectSound3D, EAX). Функций у чипа много, но реализованы они не на должном уровне: 16-битные ЦАП/АЦП, соотношение "сигнал/шум" не превышает 80 дБ. Получается максимально дешевое и в то же время достаточно функциональное решение для недорогих материнских плат и звуковых карт. Особенной популярностью чипы C-Media не пользуются, но все-таки они присутствуют в некоторых моделях EliteGroup, Chaintech и iWill. Павел Корнеенко
Весь номер

Новости партнеров: