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关键字：USB音频 微控制器
尽管有些报道称随着Wi-Fi和蓝牙等无线传输工具的出现，USB音频即将被淘汰，但此种言论还为时过早，USB音频目前仍活跃在市场上。近几年来，USB音频技术已成为音乐产业中数字音频(音频+MIDI)配件(混频器、DJ设备、数字音频接口、麦克风等)中一个尤为重要的元素。
此外，《今日美国》中有文章提到功能强大的移动设备正在逐渐取代笔记本电脑和便携式电脑。然而，专业或准专业用户却没有停止对USB音频的需求，在许多诸如iOS和Android移动操作系统以及Raspberry Pi和BeagleBone Black等业余爱好者/制造商的单板机中，随处都可见到这种USB音频。
它采用低成本、低功耗的方法来传输数字音频，在最佳状态下，可以呈现普通无线方法无法比拟的高品质和低延时效果。但难就难在只有在最佳状态下它才能达到这种效果。
通过USB接口回放(或录制)高品质音频时，一个亟待解决的重要问题就是如何生成具有高度稳定性和准确性的转换器主时钟。在设计阶段因忽视细节而造成的音频时钟恢复过程中的不足极易导致显著缺陷，会产生杂音，即便是非专业人士都可以感受到。欲了解更多有关USB音频模式的基础知识，请参阅2011年音频工程协会(Audio Engineering Society)会议上有关音频接口的相关演讲稿。
以赛普拉斯半导体公司的PSoC 3系列为代表，可以看到最新的可编程片上系统(SoC)器件的灵活性，它可以产生具有成本效益的、可靠且准确的音频主时钟，尤其适用于低功耗便携式系统。基于此种SoC的方法概述参见《现代USB音频系统设计》。对频率合成技术有浓厚兴趣的用户，可以参见音频工程协会的会议论文《USB音频系统的可编程时钟发生与同步》，其中对硬件时钟恢复方法进行了详细描述。
自这些论文发表后，赛普拉斯半导体公司的USB音频团队从研究角度出发，花费了大量时间拆解、测试和测量各类装置以测试USB音频能力，受测对象不仅包括商业产品，还包括微控制器厂商的开发工具包和参考设计。对厂商来说，制定严格测试方案和竞争标杆分析方案至关重要，可以确保设计质量满足客户的需求并达到音频行业的预期。本应在参考设计发布前就发现的缺陷却在客户缺陷报告中才被发现，这实在是件无比糟糕的事情。
这些测试向用户呈现了音频质量的诸多问题，而音频回放的质量及完整性有时实在是差得惊人。音频行业将大量的精力放在确定音频再现质量和修复后的可听性上，而音频回放的质量整体较差这种认识似乎已经超出了当今微控制器供应商的能力范围。
这可能归结于从事单一业务的MCU公司仅把音频视为一种数据接口格式，没有真正了解获得优质音频质量的重要因素。例如，从应用笔记中可以看到，大多数厂商都认识到管理再现音频数据的时域完整性对音频质量至关重要。但是，认识到这个问题是一回事，解决这个问题又是另一回事。
根据测量显示，音频主时钟生成和数据同步管理的一些推荐和实施方法针对高品质的音频产品并无用武之地。本文接下来将带读者尽览有关音频质量的诸多问题，重点揭示一些最有代表性的问题，并讨论问题背后的原因。
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