在信息化日益加速的今天，數(shù)字多媒體的應(yīng)用越來越廣泛，隨著寬帶網(wǎng)概念深入人心，數(shù)字多媒體進入到了一個更廣闊的空間，許多應(yīng)用課題都圍繞著兩者展開，其中可視電話、電話會議系統(tǒng)和視頻會議系統(tǒng)發(fā)展迅速，這些都要涉及到多媒體數(shù)據(jù)通信。在多媒體數(shù)據(jù)通信中，要求有良好的實時性，能夠?qū)Χ嗝襟w數(shù)據(jù)進行細節(jié)的操作，如壓縮、實時流傳輸?shù)取６谶@些應(yīng)用之中，因為現(xiàn)實的網(wǎng)絡(luò)狀況還難以滿足較好的實時視頻通訊，音頻數(shù)據(jù)在其中就更顯重要。

　　PC音頻向AC'97的過渡

　　自從威盛（VIA）在其MVP3主板芯片中提出了"AC97聲卡"這個概念，我們便常常在形形色色的主板說 明書上見到它，也就有了"AC97軟聲卡"一說。發(fā)展到后來，"AC97"干脆成了軟聲卡的代名詞?？墒侨绻闳タ纯茨承┞暱ǖ募夹g(shù)資料，你就會驚訝地發(fā)現(xiàn)"該卡采用AC97標(biāo)準(zhǔn)",難道聲卡也是軟聲卡？要知道這其中的奧妙，還須先認識AC97規(guī)范（或標(biāo)準(zhǔn)）。1996年6月，5家PC領(lǐng)域中頗具度和權(quán)威性的軟硬件公司（Intel、Creative Labs、Analog Device、NS和Yamaha）共同提出了一種全新思路的芯片級PC音源結(jié)構(gòu)，也就是我們現(xiàn)在所見的"AC97"標(biāo)準(zhǔn)（Audio Codec97）。AC'97規(guī)范的數(shù)字控制器部分恰好位于I/O控制器中心（ICH）的"南橋"芯片中，而音頻處理和調(diào)制解調(diào)器所需的模數(shù)和數(shù)模功能則位于音頻編解碼器芯片中。AC'97早的目標(biāo)是支持單聲道麥克風(fēng)輸入和雙聲道（立體聲）音頻I/O特性、16到20位分辨率和每通道48kHz采樣率。

　　然而，并非所有終用戶都完全得到了滿足。這種方式實現(xiàn)的音頻品質(zhì)往往并不能達到高保真音樂迷和狂熱游戲玩家的標(biāo)準(zhǔn)，因為對于低噪聲的音頻信號而言，PC主板是一個本質(zhì)上很不友好的電氣環(huán)境。在主處理器負荷很重時，例如在運行圖象處理量繁重的游戲或屏幕更新任務(wù)時，AC'97系統(tǒng)還可能會表現(xiàn)出令人討厭的音頻毛刺、喀嗒聲和音頻丟失。在我們想要享受帶杜比數(shù)字5.1聲道的DVD唱碟時，出現(xiàn)這樣的問題可大大不妙。

　　多聲道音頻技術(shù)

　　Intel 公司在2004年就公布了HDA標(biāo)準(zhǔn)（見圖1），用以滿足終用戶不斷提高的期望值。Intel的HDA繼承了AC'97采用主板聲音解決方案的傳統(tǒng)，但又專為支持家庭娛樂而額外添加了高性能的音頻功能。HDA規(guī)范支持八通道的192kHz/32bit音頻輸出。

 
圖1：Intel公司針對PC的高清音頻系統(tǒng)框圖

　　HDA 鏈路是用于連接HDA控制器（通常是ICH內(nèi)核邏輯芯片的一部分）和HDA編解碼芯片的五線數(shù)字串行接口。HDA鏈路采用了鎖定于HDA控制器提供的 24MHz位時鐘（BCLK）的控制器同步比特流，所有音頻輸入和輸出數(shù)據(jù)流都與一個幀速率固定為48kHz的SYNC信號同步。

　　PC 機中使用的典型HDA系統(tǒng)都能提供5到8個板載模擬音頻通道（即支持7.1聲道），并可選擇48到192kHz/24bit模擬音頻輸出。一些HDA編解碼器芯片和主板還通過同軸連接器、光連接器或同時通過這兩種連接器提供S/PDIF數(shù)字音頻輸入/輸出。另外，音頻子系統(tǒng)的硬件和軟件層設(shè)計也更加成熟，從而降低了與音頻性能相關(guān)的毛刺和丟失出現(xiàn)的概率。

　　除了原來就支持的多聲道音頻功能外，現(xiàn)代PC音頻系統(tǒng)還必須提供多程序運行功能用于并行回放。例如，一臺家庭娛樂電腦可能在用于廳內(nèi)播放多聲道環(huán)繞聲DVD電影的同時被廚房或書房中的另一個用戶用來播放互聯(lián)網(wǎng)視頻共享網(wǎng)站上的聲音信號。類似的，狂熱的網(wǎng)游愛好者可能會選擇通過音箱播放游戲的5.1音頻聲軌，同時又通過輕便的耳機在互聯(lián)網(wǎng)上進行實時音頻聊天。

　　PC音頻子系統(tǒng)設(shè)計挑戰(zhàn)

　　顯然，音頻子系統(tǒng)設(shè)計師和編程人員所面臨的挑戰(zhàn)是如何確保多個并行音頻聲道各司其職、各盡其能，并使系統(tǒng)的設(shè)置、調(diào)試和維護更加容易。硬件設(shè)計師必須遵循完善的模擬設(shè)計規(guī)范，才能在苛刻的PC環(huán)境下保證信號完整性。

　　除了選擇音頻編解碼芯片之外，設(shè)計師還必須為模擬音頻連接器選擇合適的布線方式、放置位置和類型，并在需要S/PDIF連接器時選擇合適的數(shù)字I/O.

　　編解碼器制造商的版圖說明中通常都建議從物理上分隔編解碼器芯片的數(shù)字接口部分（例如HDA鏈路和S/PDIF連接）與敏感的模擬音頻輸入/輸出管腳，以便盡可能減小高頻數(shù)字信號對模擬電路的感性串?dāng)_。

　　同樣，選擇正確的輸入輸出音頻隔直電容也可能對電路的低頻性能產(chǎn)生很積極的影響。大多數(shù)編解碼器制造商都規(guī)定在音頻輸入端要采用等效串聯(lián)電阻和電感非常小的 X5R電介類MLCC電容，并在輸出端使用容量相對較大的電解電容（>10μF）。只要足夠細心，那么硬件設(shè)計師就能在PC環(huán)境中設(shè)計出真正高清音頻電路。

圖2：MPEG環(huán)繞聲