[发明专利]音频数据输入设备和音频数据输出设备

说明书

技术领域

本发明涉及一种通过诸如USB之类的通用接口连接至PC并且提供输入/输出音频信号(音频数据)的能力的音频数据输入设备和音频数据输出设备。

背景技术

当前，多个公司提供了能够进行音频/视频流的通用USB接口(I/O)电路(收发机和终端控制器)。

而且，存在一种常规的USB音频设备，其利用USB电缆连接至个人计算机(PC)并且为在PC的诸如Wi ndows(商标)和Mac OSX之类的操作系统(OS)上运行的诸如Cubase和Protocols之类的音乐应用程序提供输入/输出音频数据的能力。该音乐应用程序可以使用USB音频设备来外部输入和外部输出音频数据。该音乐应用程序将利用USB音频设备外部输入的音频数据记录在音频轨道上并且利用US音频设备外部输出在音频轨道上再现的音频数据。

为了允许利用USB音频设备外部输出或外部输入音频数据，USB等时传输被用来从PC向USB音频设备流式传输音频数据和从USB音频设备向PC流式传输音频数据。在音频设备侧，通过使得音频设备的CPU能够在每个USB帧周期控制USB接口和直接存储器存取(DMA)电路来实现流式传输。

例如，日本未审查的专利申请No.2005-292375公开了一种设备，其利用USB接口接收从PC发出的音频数据，并且通过在音频数据被发送时中断CPU以使得CPU检查剩余缓冲器量，并且控制再现时钟来再现接收到的音频数据。

发明内容

对于USB数据传输，如上所述，CPU(用作节点的设备的CPU)在每个帧周期(在每次接收SOF包时)均被中断，从而CPU将控制USB接口并且执行DMA控制。该中断每1毫秒(USB1.1)或125微秒(USB2.0)发生一次，这种发生频率相当高。此外，为了避免音频数据的流式传输的不连续，有必要在特定的时间段内执行一次中断。另外，CPU还需要控制整个设备。而且，为了为多个通道实现音频数据的流式传输，有必要根据PC产生的指令为各个通道设置各种参数(音量、效果等)，从而进一步增大了CPU的负荷。因此，CPU必须是一个高速复杂的处理单元。通常，这种CPU具有大电路并且要求高功耗。

为了解决上述问题，期望实现一种USB连接的设备，其即使利用低速的不复杂的CPU也能够实现流式传输音频数据。

本发明的目的是提供一种音频数据输入设备和音频数据输出设备，其通过诸如USB之列的标准进行连接以输入和输出音频数据，这些设备即使利用低速的不复杂的CPU也能够实现流式传输音频数据。

为了实现上述目的，本发明提供了一种音频数据输出设备和音频数据输入设备，其通过在每个预定帧周期执行的处理来传输音频数据，这些设备允许CPU之外的硬件在每个预定帧周期执行处理从而使得CPU不会在每个帧周期中断。

更具体地讲，本发明的一个特征是提供一种音频数据输出设备，用于在每个预定帧周期从主机设备(100)输入通过通信总线(150)提供的音频数据、执行特定处理、然后输出该音频数据，该音频数据输出设备包括接收部分(147)，其具有先进先出缓冲器(先进先出接收存储器设备)并且根据在每个帧周期经由通信总线从主机设备发送到音频数据输出设备的输出请求，执行经由通信总线接收从主机设备发来的多个通道的多个音频数据样本的接收操作，以及将接收到的多个通道的音频数据写入接收缓冲器中；再现部分(144)，其具有先进先出再现缓冲器(先进先出再现存储器设备)并且执行读出存储在再现缓冲器中的多个通道的一个音频数据样本以在每个预定采样周期输出读出数据的再现操作；处理器(131)，其控制整个音频数据输出设备；以及控制部分(143)，其根据来自处理器的指令控制接收部分和再现部分的各自操作，处理器(1)在经由通信总线从主机设备接收到与要被接收的音频数据有关的参数时将该参数提供给控制部分；以及在经由通信总线从主机设备接收到开始音频数据的输出的指令时指示控制部分开始操作；以及控制部分根据来自处理器的开始操作的指令来清空接收缓冲器和再现缓冲器、启用接收部分的接收操作、以及停止再现部分的再现操作，然后在每个帧周期(即，在每次检测到帧周期的时刻)，(1)如果在再现部分的再现操作已经停止时接收部分接收到音频数据，则将接收到的音频数据从接收缓冲器传输到再现缓冲器，以及当存储在再现缓冲器中的音频数据达到预定数量时，指示再现部分开始再现操作；(2)如果在再现部分处于再现操作时接收部分接收到音频数据，则将接收到的音频数据从接收缓冲器传输到再现缓冲器；以及(3)如果接收部分未接收数据，则停止再现部分的再现操作。