上一篇《骁龙820A汽车与智能设备间进行USB音频分享方案介绍--USB协议篇》对涉及到的技术关键细节作进一步的详细分析，这一篇是涉及到的UAC篇。
前两篇文章已经可以得到结论，一个控制器需要同时连接多个设备，PC也有很多任务，两者的特点导致了它们具有相对不稳定的传输延迟。USB总线是非常复杂的同时也兼具连 接 灵活，易扩展的特点，但是USB总线并非为音频传输而特别设置的传输方式。
传输机制：
声卡设备需要与主机同步 ，如何解决这种不稳定的传输延迟问题？
为了解决延迟导致的音画不同步问题，因此就有了大家熟知的三种同步方式：SYNC、自适应、ASYNC模式。
SYNC是将输出时钟与每个Frame的SOF包同步，但前文可以看到SOF包本身就允许较大的抖动。
自适应是根据Host传送数据的速率调整输出频率。这两种同步方式下USB界面都是被动适应Host端的发送节奏，本身没有反馈机制，产生的Jitter受USB总线影响较大。
ASYNC下，USB界面会额外申请一条Feedback传输端口。这里有两种实现，一种是显式Feedback，一种是隐式Feedback。
显式Feedback下，USB界面会将单位时间内该传多少Samples回传给Host，让Host计算并知道之后该“补”多少或者该“少”多少采样传给USB界面，这样就能与USB界面主时钟同步并保持不溢出/欠载的缓冲区。UAC1使用数据格式10.14（因为是1ms），UAC2使用数据格式16.16（因为是125us），有所不同
这里以俗知的Amanero界面为例：
Endpoint Descriptor: ------------------------------ 0x07 bLength 0x05 bDescriptorType 0x05 bEndpointAddress (OUT Endpoint) #主机端->USB界面 0x05 bmAttributes (Transfer: Isochronous / Synch: Asynchronous / Usage: Data) #传输类型Isochronous 同步方式Asynchronous 0x0400 wMaxPacketSize (1024 Bytes) #最大包大小 0x01 bInterval #传输间隔 2^(1-1) x 125。也就是125us传输一次 Endpoint Descriptor: ------------------------------ 0x07 bLength 0x05 bDescriptorType 0x81 bEndpointAddress (IN Endpoint) #USB界面->主机端 0x11 bmAttributes (Transfer: Isochronous / Synch: None / Usage: Feedback) #传输类型Isochronous 用于Feedback 0x0004 wMaxPacketSize (4 Bytes) #最大包大小4字节 0x06 bInterval #传输间隔 2^(6-1) x 125。也就是4000us(4ms)传输一次
这是一个典型的显式Feedback的ASYNC，上行反馈Endpoint，每4ms传输一次，最大包大小是4字节。再来看看Linux的UAC驱动是如何处理反馈的
发布文章...
1156 /*
1157 * process after playback sync complete
1158 *
1159 * Full speed devices report feedback values in 10.14 format as samples
1160 * per frame, high speed devices in 16.16 format as samples per
1161 * microframe.
1162 *
1163 * Because the Audio Class 1 spec was written before USB 2.0, many high
1164 * speed devices use a wrong interpretation, some others use an
1165 * entirely different format.
1166 *
1167 * Therefore, we cannot predict what format any particular device uses
1168 * and must detect it automatically.
1169 */
1170
1171 if (urb->iso_frame_desc[0].status != 0 ||
1172 urb->iso_frame_desc[0].actual_length < 3)
1173 return;
1174
1175 f = le32_to_cpup(urb->transfer_buffer);
1176 if (urb->iso_frame_desc[0].actual_length == 3)
1177 f &= 0x00ffffff;
1178 else
1179 f &= 0x0fffffff;
1180
1181 if (f == 0)
1182 return;
1183
1184 if (unlikely(sender->tenor_fb_quirk)) {
1185 /*
1186 * Devices based on Tenor 8802 chipsets (TEAC UD-H01
1187 * and others) sometimes change the feedback value
1188 * by +/- 0x1.0000.
1189 */
1190 if (f < ep->freqn - 0x8000)
1191 f += 0xf000;
1192 else if (f > ep->freqn + 0x8000)
1193 f -= 0xf000;
1194 } else if (unlikely(ep->freqshift == INT_MIN)) {
1195 /*
1196 * The first time we see a feedback value, determine its format
1197 * by shifting it left or right until it matches the nominal
1198 * frequency value. This assumes that the feedback does not
1199 * differ from the nominal value more than +50% or -25%.
1200 */
1201 shift = 0;
1202 while (f < ep->freqn - ep->freqn / 4) {
1203 f <<= 1;
1204 shift++;
1205 }
1206 while (f > ep->freqn + ep->freqn / 2) {
1207 f >>= 1;
1208 shift--;
1209 }
1210 ep->freqshift = shift;
1211 } else if (ep->freqshift >= 0)
1212 f <<= ep->freqshift;
1213 else
1214 f >>= -ep->freqshift;
1215
1216 if (likely(f >= ep->freqn - ep->freqn / 8 && f <= ep->freqmax)) {
1217 /*
1218 * If the frequency looks valid, set it.
1219 * This value is referred to in prepare_playback_urb().
1220 */
1221 spin_lock_irqsave(&ep->lock, flags);
1222 ep->freqm = f;
1223 spin_unlock_irqrestore(&ep->lock, flags);
1224 } else {
1225 /*
1226 * Out of range; maybe the shift value is wrong.
1227 * Reset it so that we autodetect again the next time.
1228 */
1229 ep->freqshift = INT_MIN;
1230 }这里主要是处理来自于USB界面的反馈（并且应付一些不按标准做的USB界面），将获取的值保存进freqm。之后这个值会在snd_usb_endpoint_next_packet_size函数被使用。
145 int snd_usb_endpoint_next_packet_size(struct snd_usb_endpoint *ep)
146 {
147 unsigned long flags;
148 int ret;
149
150 if (ep->fill_max)
151 return ep->maxframesize;
152
153 spin_lock_irqsave(&ep->lock, flags);
154 ep->phase = (ep->phase & 0xffff)
155 + (ep->freqm << ep->datainterval);
156 ret = min(ep->phase >> 16, ep->maxframesize);
157 spin_unlock_irqrestore(&ep->lock, flags);
158
159 return ret;
160 }这里将freqm转化为下一次的包大小，并供prepare_playback_urb使用
1451 static void prepare_playback_urb(struct snd_usb_substream *subs,
1452 struct urb *urb)
1453 {
1454 struct snd_pcm_runtime *runtime = subs->pcm_substream->runtime;
1455 struct snd_usb_endpoint *ep = subs->data_endpoint;
1456 struct snd_urb_ctx *ctx = urb->context;
1457 unsigned int counts, frames, bytes;
1458 int i, stride, period_elapsed = 0;
1459 unsigned long flags;
1460
1461 stride = runtime->frame_bits >> 3;
1462
1463 frames = 0;
1464 urb->number_of_packets = 0;
1465 spin_lock_irqsave(&subs->lock, flags);
1466 subs->frame_limit += ep->max_urb_frames;
1467 for (i = 0; i < ctx->packets; i++) {
1468 if (ctx->packet_size)
1469 counts = ctx->packet_size;
1470 else
1471 counts = snd_usb_endpoint_next_packet_size(ep);prepare_playback_urb这个函数主要决定了音频回放的USB请求数据块（URB）准备工作，包括该传多少USB数据给界面，而这里可以看到snd_usb_endpoint_next_packet_size对于包大小很重要。除此之外没有什么其它作用
如果仔细读代码，可以发现ASYNC和别的同步方式的最大区别它如何影响主机发送数据的多少，其它是与对待别的同步方式一模一样的。
ASYNC的最大好处是，USB界面决定了主机每次Frame中每个包该给多少Samples给它，这样USB界面可以自己决定主时钟并且用这个时钟去“校准”主机发送的数据速率，而不再需要适应Host的发送频率
通常高速需要有125us x 2的Buffer，全速需要1ms x 2的buffer。这些构成了USB音频的最小延迟。配合一定的USB Buffer以及合适的FIFO Buffer，就可以从根本上对USB总线的不稳定时钟“去耦”了。最多是缓冲区欠载产生播放停顿 或者缓冲区溢出程序没处理好造成程序崩溃。
对于USB界面自身，需要监控自身主时钟与来自主机的SOF包之间的时间，计算出偏差不断给Host反馈。并且因为Host发送速率和实际播放速率并不一致，USB界面自身需要合成与播放相关的Clock，这个合成实现具体做法十分影响最终出来的效果，这对嵌入式开发者是一个不小的挑战。
另外还有一个常见的误区，就是异步每次数据包里包含的“采样数”可以变化很大，实际上并不是这样。USB规范中最多允许每个USB包包含的samples变化在±1内[7]。因此如果之前数据错误丢失了采样，也不可以因此“索取”更多的“采样”
上述就是和USB音频传输相关的一些UAC的基础知识。
*博客内容为网友个人发布，仅代表博主个人观点，如有侵权请联系工作人员删除。
