USB Audio Class non e' bit perfect !

[Gustavino]

 

Titolo provocatorio ma tecnicamente non lo e' affatto  ,la consegna non e' garantita , USB Audio class non è uno di questi!!!
Ostia
 

Lo standard UAC2 invia dati SOLO utilizzando la modalità di trasferimento Isochrono. Questa è pensata per la trasmissione di dati high-bandwidth, time-sensitive, in cui i pacchetti persi/danneggiati non sono critici.
—-Isochrono
La modalità di trasferimento isocrono NON include un checksum, né alcun meccanismo di correzione/rilevamento degli errori. È anche unidirezionale. Pertanto, non esiste un modo integrato per il PC mittente di sapere se i dati sono stati ricevuti, né per un ricevitore di rilevare dati errati, tanto meno di correggerli o richiederne il reinvio.
 

UAC2 risolve parzialmente questo problema includendo il proprio CRC all'interno del protocollo stesso (vale a dire un livello superiore rispetto al meccanismo di trasferimento). Ciò aggiunge la possibilità per il ricevitore di rilevare se i dati in arrivo sono errati. Ma poiché non esiste la correzione degli errori, né un meccanismo di ripetizione/reinvio, limita significativamente ciò che può essere fatto quando vengono ricevuti dati errati.

La parte isochrona è il trasferimento dati USB di basso livello ,all'interno di tale specifica, sono disponibili tre metodi di sincronizzazione tra il pc ed il dac, di cui uno è asynch diffuso da 15anni circa . Quindi, a un layer superiore, il contenuto audio si muove in modo async su un trasporto isochrono di basso livello.
 

Async funziona tramite feedback , i dati sul bus USB vengono inviati in modo isochrono con clock usb del Pc ma la quantità di dati trasferiti in ogni blocco viene regolata in base al feedback dal (al PC) in modo che la velocità dati complessiva sul bus USB corrisponda alla velocità dati "richiesta" dalla destinazione, all'estremità "ricevitore" il flusso può essere riclockato utilizzando il master clock (locale)

Un DAC che riceve dati errati tramite UAC2 ha solo poche opzioni:
-Disattivare l'output finché non arrivano dati validi (vale a dire si verificano interruzioni).
-Riprodurre i dati così come sono e sperare per il meglio. leggi glitch
Indice che si ha un problema, che potrebbe essere un cavo difettoso o non in specifica come molti... un dispositivo rotto etc

Quindi  l'audio USB è una modalità di trasmissione di solo invio, non correggibile, che non garantisce affatto la ricezione dei pacchetti, e tanto meno che i pacchetti ricevuti siano corretti!
L'unica cosa che viene inviata al Pc  è un controllo asyncrono che gli dice di inviare il pacchetto successivo più velocemente o più lentamente , con convincoli temporali molto limitati.

La parte "async" del nome significa che il clock  usb  nel convertitore D/A non deve essere sincronizzato con il clock nel computer. Questa è un miglioramento rispetto al clock del pc  e relativo jitter della connessione ,nel convertitore audio si utilizzano  XO nettamente migliori alimentazioni migliori ,tecniche di reclock etc etc....
quindi con la modalità "async", il clock audio master è nel DAC, il buffer memorizza i dati audio in arrivo dal computer e il chip controller dice al computer di inviare più dati audio man mano che il buffer si svuota durante la riproduzione.

Fortunatamente, il danneggiamento/la perdita di dati utilizzando cavi conformi alle specifiche (incluso il rispetto delle limitazioni di lunghezza nelle specifiche USB 2.0) in un sistema correttamente funzionante sono rari.

Ora nel 2024 usb son abbastanza buone  ma negli ultimi 15anni ne hanno combinate di ogni ,se NoN recenti  un paio di domande  me le farei , visto che sono realizzate in 1000modi ,i recenti isolatori  introducono abbondante  Jitter che poi va'  eliminato , ve ne sono di  4 tecnologie diverse almeno con 100 modelli e di marche diverse   ,tale  isolamento si puo applicare in  modi diversi e non tutti son validi ne permessi , quando ti dicono :ma ha la usb isolata ed async ...significa il nulla cosmico! non pensate che il dacchino da 200€ sia ottima ,
che funzioni ,come anche la vecchia synch, e' sicuro quello che cambia e' il come ......  

questa e' la parte concettuale fortunatamente abbiamo all' orizzonte  interfacce migliori specialmente nella parte elettrica/ottica che contano molto di piu di quella dati
 

 

 

[ilmisuratore]

Ipotesi che paventa un cattivo funzionamento, generalizzato "genericamente"

Ma nella realtà, ovvero provando fisicamente quello che accade sul transfer digitale tramite questa interfaccia... quando, dove e con cosa si manifesta la perdita del bit perfect ?

XMOS utilizza il funzionamento asincrono relativo ai clock e un protocollo isocrono per quanto concerne i pacchetti di dati audio

Con XMOS e l'interfaccia USB ottengo perfettamente il bit perfect 

Provando altri 3 DAC in USB ottengo sempre il bit perfect 

I sistemi operativi sono quelli che sono, le interfacce pure, e non ho mai riscontrato problemi 

Se...e quando avverrà (mai ?) vi avviserò 

[ilmisuratore]

2 ore fa, Gustavino ha scritto:

,tale  isolamento si puo applicare in  modi diversi e non tutti son validi ne permessi , quando ti dicono :ma ha la usb isolata ed async ...significa il nulla cosmico! non pensate che il dacchino da 200€ sia ottima ,

Effettivamente 200€ sono anche fin troppi, ne bastano molto meno...tipo 139€

Tale "dacchino" da 139€ non solo riceve e riordina un flusso BIT PERFECT...ma è capace perfino di convertire un segnale analogico con qualità di tutto rispetto, con ottime misure e con un rapporto qualità prezzo impensabile 

Fatti verificabilissimi

Di contro chi vi dice il contrario racconta soltanto cose oggettivamente non vere, rendendosi di fatto poco credibile 

[max]

10 minuti fa, ilmisuratore ha scritto:

Di contro chi vi dice il contrario racconta soltanto cose oggettivamente non vere, rendendosi di fatto poco credibile

Alla santa inquisizione erano dei dilettanti al tuo confronto…a quando il rogo?

[ilmisuratore]

Ammettiamo che per un determinato tipo di collegamento sia necessario inserire un interfaccia USB con uscita spdif per pilotare un DAC 

Ecco, l'interfaccia di cui vi parlo (139€) peraltro alimentata in modo "raccapricciante" dalla stessa VBUS 5 volt, produce dalla RCA coassiale un segnale digitale di qualità eccellente, sia per il bit perfect, sia per le specifiche di ENOB, sia per il jitter line, potendo mettere anche a "proprio agio" il PLL che dovrà ricostruire il clock master veicolato dal protocollo biphase mark

[granosalis]

 

Quando mi sono trovato nella necessita' di aggiornare il firmware del mio Rockna wavelight, ho seguto la procedura che consisteva nell'inviare il firmware al DAC tramite il play di uno specifico brano che all'inteno non conteneva musica ma effettivamente il firmware da aggiornare. La condizione che garantiva la buona riuscita della procedura di aggiornamento era inviare il file al DAC in modalita' bit perfect. Streamer e Rockna erano collegati tra loro tramite USB. 

Ho cosi' semplicemente messo il firmware in una chiavetta, ho dato in pasto la chiavetta allo streamer (avendo cura di tenere disabilitate tutte le eventuali funzioni di upsampling) ed ho premuto play sul mio controll point. 
E' Successo esattamente quello che mi aspettavo succedesse. Il Rockna e' entrato in modalita' programmazione ed ha correttamente aggiornato il firmware interno della macchina. 
Questo non sarebbe mai potuto accadere se anche un singolo bit non fosse arrivato a destinazione perfettamente integro. 

 

[granosalis]

L'USB Audio class può essere bit perfect, ma richiede la giusta combinazione di hardware, software e configurazione. Garantendo che tutti i componenti della catena audio supportino e siano configurati per la trasmissione bit-perfect.

[Mighty Quinn]

@ilmisuratore

2 ore fa, ilmisuratore ha scritto:

Di contro chi vi dice il contrario racconta soltanto cose oggettivamente non vere, rendendosi di fatto poco credibile 

Voglio dare per scontato che nessuno dica il contrario 

Si renderebbe...poco credibile 

Ah, appunto,  lo hai sottolineato già 

[ilmisuratore]

1 ora fa, granosalis ha scritto:

Quando mi sono trovato nella necessita' di aggiornare il firmware del mio Rockna wavelight, ho seguto la procedura che consisteva nell'inviare il firmware al DAC tramite il play di uno specifico brano che all'inteno non conteneva musica ma effettivamente il firmware da aggiornare. La condizione che garantiva la buona riuscita della procedura di aggiornamento era inviare il file al DAC in modalita' bit perfect. Streamer e Rockna erano collegati tra loro tramite USB. 

Ho cosi' semplicemente messo il firmware in una chiavetta, ho dato in pasto la chiavetta allo streamer (avendo cura di tenere disabilitate tutte le eventuali funzioni di upsampling) ed ho premuto play sul mio controll point. 
E' Successo esattamente quello che mi aspettavo succedesse. Il Rockna e' entrato in modalita' programmazione ed ha correttamente aggiornato il firmware interno della macchina. 
Questo non sarebbe mai potuto accadere se anche un singolo bit non fosse arrivato a destinazione perfettamente integro. 

Un altra testimonianza che le cose alla fine funzionano 

[stefano_mbp]

E anche Naim usa la medesima tecnica, da molti anni.

C’è anche una procedura per verificare e garantire che il flusso sia bit perfect (leggere il manuale) … pensa che strazio se gli aggiornamenti firmware dei Naim non andassero a buon fine perché l’usb non è bit perfect … 

… le solite balle galattiche … e gli date pure retta …

[granosalis]

Forse non tutti lo ricorderanno, ma io quella fase l'ho vissuta tutta da appassionato HiFi e computer audio.

Ad introdurre l'USB asincrono fu un signore chiamato Gordon Rankin che fu il primo ad inventare appunto un dispositivo in grado di convertire decentemente il segnale USB in spdif.  I protocolli USB Audio 1 e 2 vennero standardizzati e dispositivi come il suo vennero soppiantati in performance dai chip XMOS serie 1 (ora se non vado errato arrivati alla serie 3). 

Ma a Gordon va il plauso di aver sdoganato l'interfaccia USB in campo audio, prima di lui era buona per collegarci la stampante. 

 

[Gustavino]

14 hours ago, granosalis said:

Forse non tutti lo ricorderanno, ma io quella fase l'ho vissuta tutta da appassionato HiFi e computer audio.

Ad introdurre l'USB asincrono fu un signore chiamato Gordon Rankin che fu il primo ad inventare appunto un dispositivo in grado di convertire decentemente il segnale USB in spdif.  I protocolli USB Audio 1 e 2 vennero standardizzati e dispositivi come il suo vennero soppiantati in performance dai chip XMOS serie 1 (ora se non vado errato arrivati alla serie 3). 

Ma a Gordon va il plauso di aver sdoganato l'interfaccia USB in campo audio, prima di lui era buona per collegarci la stampante. 

Control transfer.usera'quando aggiorni il firmware .....
Interrupt transfer x mouse tastiere piccolo dati
Bulk transfer  x stampanti e scanner grossi dati
Isochronous transfer.   x Audio, video real-time dati non critici ,eventuali  errori sono accettati e non corretti ,fatevene una ragione
Sono 4 i protocolli usati dallo standar USB.....

Fatto noto di Gordon su audioasylum lo seguivo all epoca  per i suoi  dei progetti valvolari  ma non invento nulla , modifico riscrivendo il firmware del chip BB pieno di jitter ,lho postato qualche giorno fa'...

Ps forse ma forse usò anche adattivo ma son passati 15anni....
il  rockna  ha le migliori interfacce del pianeta ....

[granosalis]

Ciao @Gustavino a me stai tanto simpatico. 

Te lo ripeto, l'USB non e' bit perfect per architettura, ma lo e' per implementazione.
Cosa vuol dire? vuol dire che se a comunicare tramite usb ci sono due periferiche con la giusta combinazione di caratteristiche hardware e software allora la comunicazione sara' bit-perfect. 

Non é pertanto l'USB di per se ad esserlo, ma il modo con cui viene utilizzata. Questo e' il motivo delle tue citazioni contraddittorie prese dal web, che peró vanno contestualizzate per questo utilizzo specifico.

Spero che ora ti sia chiaro. Buona giornata. 

[Gustavino]

55 minutes ago, granosalis said:

Ciao @Gustavino a me stai tanto simpatico. 

Te lo ripeto, l'USB non e' bit perfect per architettura, ma lo e' per implementazione.
Cosa vuol dire? vuol dire che se a comunicare tramite usb ci sono due periferiche con la giusta combinazione di caratteristiche hardware e software allora la comunicazione sara' bit-perfect. 

Non é pertanto l'USB di per se ad esserlo, ma il modo con cui viene utilizzata. Questo e' il motivo delle tue citazioni contraddittorie prese dal web, che peró vanno contestualizzate per questo utilizzo specifico.

Spero che ora ti sia chiaro. Buona giornata. 

Garda di contradditorio c'e' solo tuo post ,io ho riportato solo il funzionamento del prototocollo standard audio usb  ,poi ho scritto chiaramente che tali errori sono trascurabili e che non sono quelli i veri problemi della usb ma elettronici di implementazione ...
questo di Xmos l'avevo già postato....guarda come il controller gestica la musica dal controllo volume e pausa  con protocolli differente
spero che sia chiaro che usb audio non funzioni come un harddisk usb ,cosa purtroppo radicata
 

[granosalis]

2 minuti fa, Gustavino ha scritto:

spero che sia chiaro che usb audio non funzioni come un harddisk usb

Certo che non funziona come un hard disk, ma qui non c'e' nessuno che lo sostiene.

Il protocollo USB audio funziona chiaramente in modo diverso. Ma vabbe', siamo in uno di quei casi di stallo della discussione. 

Ma dimmi, ti faccio una domanda. Tu quando usi l'USB ... cosa ci senti che non va? 

[Gustavino]

49 minutes ago, granosalis said:

Certo che non funziona come un hard disk, ma qui non c'e' nessuno che lo sostiene.

Il protocollo USB audio funziona chiaramente in modo diverso. Ma vabbe', siamo in uno di quei casi di stallo della discussione. 

Ma dimmi, ti faccio una domanda. Tu quando usi l'USB ... cosa ci senti che non va? 

Ma non c'e nessun  stallo !
il protocollo USB Audio Class  è una modalità di trasmissione di solo invio, non correggibile, che non garantisce affatto la ricezione dei pacchetti, e tanto meno che i pacchetti ricevuti siano corretti !
,vedi c'e'  chi credeva ci fosse la correzione anche se non lo ammette 
Poi ancora non ho raccontato la parte piu interessante ....

Come ho spiegato la usb la puoi fare in mille modi ed ottenere risultati scadenti ed in giro ce ne saranno parecchie ....alcuni forse....ingenuamente non essendo tecnici pensano che un dacchino cinesato anche montando la xmos recente , una delle migliori il commercio non  soffra di problemi elettrici , ma se la usb filtri bene prima del dac le cose cambiano

 

[granosalis]

6 minuti fa, Gustavino ha scritto:

ma se la usb filtri bene prima del dac le cose cambiano

tempo fa comprai questa. 

Mi sembrava facesse qualcosa, invero nulla di particolarmente rilevante. Il classico effetto non saprei.  

Ora il mio Auralic Aries ha l'USB isolata galvanicamente. Ancora una volta quindi non e' l'USB il male, ma"dipende" da come viene implementata, da entrambi i lati della connessione. 

 

Se non usi l'USB cosa usi? 

[Gustavino]

@granosalis infatti nessuno la sta' demonizzando sto spiegando i problemi di cui soffre e che non si possa generalizzare ,anche la vecchia synch puo suonare bene se ben curata per dirti.....
direi la lan e relativo sviluppo sfp+ sara' decisamente un passo avanti , vedi Gustard NAA,vedremo quanto sara' diy's friendly ,quindi importante sara' la scelta del  tipo di sorgente
il tuo hw e'  molto buono non hai certo di che impensierirti