1.4 Audio et USB
1.4 Audio et USB
S’il est une connectique en vogue par les temps qui courent, c’est bien l’USB. Théoriquement d’une vitesse largement supérieure à celle nécessaire pour la lecture en streaming d’un morceau de musique (de 1,4 à 16 Mb/s), l’USB 2.0 (Universal Serial Bus Developer area, 2010) dispose de plusieurs variantes au niveau protocole. Il est à noter qu’il existe une nouvelle norme USB 3.0 qui n’est pas encore totalement populaire, principalement sur PC et Mac. Par conséquent peu de périphériques disposent d’une interface de ce type et nous n’aborderons donc pas ce sujet dans l’actuelle version de notre livre.Le voltage circulant dans chaque conducteur est de l’ordre de 0,4V, son intensité reste faible, et il est donc fortement sujet aux perturbations extérieures. Il est par conséquent très important d’utiliser des câbles correctement blindés et écrantés pour isoler les conducteurs et limiter les atténuations du voltage sur la distance.
Naturellement, macroscopiquement parlant, les périphériques partagent tous un bus d’environ 480 Mbits/s en utilisant soit une transmission par interruption, isochrone ou en mode bloc.
1.4.1 USB Audio class
Au sein de la définition de la norme USB, il existe une spécification relative au transport de la voix référencée sous le nom « Audio class ». Pour resituer l’ensemble des capacités offertes par les interfaces USB spécifiquement pour ce qui est de la transmission audio, nous vous proposons de consulter la table suivante :
Notons également qu’à ce jour, pour exploiter une transmission audio USB 2.0 à pleine vitesse, il est nécessaire de disposer d’un pilote de périphérique spécifique fourni avec le matériel. Du fait que le système d’exploitation Windows ne dispose que du support audio 1.1 par défaut, M2Tech, par exemple, fournit son propre pilote à haute vitesse.
1.4.2 USB 2.0 en mode isochrone
La méthode de transmission isochrone est par sa forme la plus adaptée au transfert de flux audio en continu. Les transferts isochrones garantissent une réservation de la bande passante entre l’ordinateur et le périphérique audio cible (carte son USB, DAC direct, etc.). Ce point est important car, si d’autres périphériques USB sont branchés également, ils ne pourront pas provoquer de coupure de son par manque de bande passante. Le flux est toujours unidirectionnel, c'est-à-dire que l’on ne peut dialoguer que dans un sens. La latence existe mais elle est réduite à un intervalle fini. Il faut noter également que la détection d’erreur se limite à un CRC et ne garantit ni reprise de transmission, ni remise. Naturellement, vu la pléthore d’ordinateurs et de contrôleurs USB de marques différentes sur le marché, il est pratiquement impossible pour un dispositif externe audio de guider l’échange. Pour ce faire il faudrait imposer de sérieuses restrictions sur le système, probablement des pilotes spécifiques ou des révisions spécifiques de contrôleurs, un peu à la manière des quelques périphériques « audio classe 2 » qui émergent. C’est la raison pour laquelle les constructeurs laissent souvent le logiciel piloter la vitesse de transfert et se reposent donc sur son horloge.
Dans ce mode, les données sont transmises par paquet maximum de 1024 octets en mode dit haute vitesse et la méthode d’échange est définie comme :
- asynchrone,
- adaptative,
- ou synchrone.
Certains constructeurs ont choisi la méthode asynchrone et d’autres synchrone dans leur DAC. On n’est pas parvenu pour l’instant à établir la supériorité d’une stratégie de transfert sur toutes les autres, cela dit on constate que de plus en plus de périphériques se targuent d’être asynchrones. Pour ce qui est des périphériques son, ils sont en général en mode synchrone, ce dernier permettant en cas d’utilisation d’horloges ultra précises d’avoir une transmission correcte dans la très grande majorité du temps. Dans ce dernier cas, l’utilisation d’une horloge de référence externe, comme en milieu professionnel, est gage de « latence zéro » et de « gigue zéro » ou presque.
Dans le cas d’un ordinateur audiophile, on se focalisera sur les dispositifs de gestion du son capables de régénérer des signaux d’horloge fort précis et ce, à l’aide réelles horloges et non basés sur un PLL de l’ordinateur. On s’attachera également à vérifier que ces horloges sont isolées galvaniquement des sections d’alimentation présentes afin de garantir un bruitage minimal.