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[转载]AC97声卡与HD AUDIO声卡的区别

一.AC97 声卡
1.AC97的提出 1996年6月, 5家PC领域中颇具知名度和权威性的软硬件公司共同提出了一种全新思路的芯片级PC音源结构,也就是我们现在所见的“AC97”标准(Audio Codec97)。
2.什么是 AC97 规范 AC97 标准则提出“双芯片”结构,即将声卡的数字与模拟两部分分开,每个部分单独使用一块芯片。AC97标准结合了数字处理和模拟处理两方面的优点,一方面减少了由模拟线路转换至数字线路时可能会出现的噪声,营造出了更加纯净的音质;另一方面,将音效处理集成到芯片组后,可以进一步降低成本。
3.AC97 的应用 1997 年后,市场上出现的 PCI 声卡大多数已经开始符合 AC97 规范,把模拟部分的电路从声卡芯片中独立出来,成为一块称之为“Audio Codec”(多媒体数字信号编解码器)的小型芯片,而声卡的主芯片即数字部分则成为一块称之为“Digital Control”(数字信号控制器)的大芯片。由此可见,AC97并不是某种声卡的代称,而是一种标准。
二、取代AC97 集成声卡新规范 HD Audio作为 Intel 与杜比(Dolby)公司合力推出的音频规范,HD Audio 将为桌面电脑的音频效果带来什么样的变化呢?
1、 什么是Azalia(HD Audio)?
它在 AC’97 的基础上提供了全新的连接总线,支持更高品质的音频以及更多的功能。与 AC’97 音频解决方案相类似,HD Audio同样是一种软硬混合的音频规范,将集成在ICH6芯片中(除去Codec部分)。

2、 全新的连接总线
集成在 ICH6 中的 Azalia控制器将采用全新的 Azalia Link(以往AC’97 使用的是 AC-Link)与外部的诸多 Codec(数据信号转换解码器)相连,连接带宽提升到一个相当高的层次,仅仅单通道输入带宽就达到24MB/s,而AC-Link的总带宽仅仅为 11.5MB/s。而且Azalia Link支持多通道的输入输出(由厂商根据需求自行使用相应的模式)
3、更强大的音频回放精度
HD Audio 内部音频编码精度提升至 32bit、192kHz 的采样率 32bit、192kHz 和双声道的音频数据带宽需求为 192×32×2=12288Kbps=1536KB/s=1.5MB/s,可见更多声道的高音频数据带宽需求下,按照Azalia Link 的理论带宽是完全能胜任的,这也是能提供多声道音频播放的前提。值得注意的是,通过转换后HD Audio输出的音频精度为192kHz、24bit,最多8声道。
4、 多声道阵列麦克风音频输入通过 HD Audio 我们可以使用多个麦克风(MIC)进行多声道录音,每个麦克风对应相应的声道,也就是说每一个麦克风只捕捉特定的音频流,最后进行整合,通过名为回声消除(Acoustic Echo Cancellation,AEC)的信号处理功能减少来自音源输入通道的回声等其它环境噪音,由此而来得到更高质量的话音输入质量,在录音方面得到更好的效果。
5、 底层驱动程序的统一化
在HD Audio中,Intel引入了通用驱动程序的概念,Azalia的驱动包括两层:总线驱动(Bus Driver)和功能驱动(Function Drivers),其中总线驱动将统一集成在Windows2000/XP、Windows Server 2003,其功能是让软件能正式使用Azalia总线,集成在操作系统中能带来更好的稳定性;而功能驱动则是在我们安装了总线驱动的基础上,为了使用独立的 Codec(如音频 Codec、Modem Codec 等)而必须独立安装的驱动程序,实现不同的功能,如 DVD 解码、多声道回放等功能的支持都必须通过功能驱动。
6、更完善的认证体系
由于 HD Audio 是 Intel 跟杜比公司合作的产物,因此其基于杜比公司的认证方式相当完善。在04年春季IDF2004上,杜比公司已经宣布进行环绕立体声技术的整合音频Codec使用认证以及“Dolby PC Logo”标志的授权使用,只有得到杜比整合音频Codec使用许可的开发商才可以设计和制造HD Audio解决方案的设备。
其中Dolby PC Logo分为Dolby Sound Room、Dolby Home Theater、Dolby Master Studio三个等级。
三、什么是UAA总线驱动
1、Microsoft UAA总线驱动
AC’97的驱动程序一般是由CODEC芯片厂商提供,主板搭配的CODEC芯片不同,驱动也就不同。GHD Audio把驱动分为两层:总线驱动(Bus Driver)和功能驱动(Function Drivers),其中“总线驱动”由操作系统厂商开发,对于Windows来说就是微软开发提供,称之为通用音频结构(UAA)高清晰度音频类驱动程序(HD Audio Bus Driver)。“功能驱动”是实现特定功能的功能性驱动,包括音频控制面板软件一般由CODEC芯片厂商提供。微软的HD Audio Bus Driver,现在有两个版本:KB835221(1.0版支持XP SP1)、kb888111(1.0a版,支持XP SP2)。一般CODEC厂商提供的HD Audio驱动整合了这款驱动,不需要另外安装。
在安装其总线上的音频设备(如声卡、调制解调器)驱动前应首先安装好UAA驱动才能进行下一步安装。只有这样,才能让设备管理器里面那个带黄色叹号的PCI设备现出原型,接下来就是Codec所属厂家自行开发的各具特色的Codec驱动了。
四、接口定义与设置变化
一、机箱前置面板连接
1、HD Audio前置音频面板的新变化:
前置音频面板有两个音频插口。这两个音频插口在AC97里是分工明确的,粉色的是插麦克,绿色的是插耳机。HD Audio则改为智能插口,两个插口都是双声道,既可以插耳机也可以插麦克,通过软件自动识别。因此,主板上的前置音频插座的针脚定义有了改变。

2、HD Audio的前置音频接口针脚定义
从上面的图可以看到最明显的是HD Audio取消了5/6,9/10的跳线帽,同时针脚定义的名称也有了很大改变。
下面是AC97的前置音频插座和针脚定义,可以与HD Audio的对比看出变化。

下面是HD Audio与AC’97的针脚定义对比表:

从上表可以看出,第1、2、3、5、9虽然名字有所变化,其功能没有改变。这就可以使HD Audio 前置音频插座与AC97的前置音频面板兼容。目前市场上还没有HD Audio前置面板的机箱,都是AC97的。如果把AC97的前置音频面板连接到HA Audio的前置音频插座上,基本上与原来接到AC97插座一样,还是要把AC97的麦克输入 (MIC_IN) 连接1针, 把麦克偏置(MIC_BIAS) 连接在3针(如果机箱提供MIC_BIAS就连接,没有就不用)。同样把前置右声道输出(FPOUT_R)接到5针,前置右声道返回(RET_R)接到6针(也可以不接)。前置左声道输出(FPOUT_L)接到9针,前置左声道返回(RET_L)接到10针(也可以不接)。地线(GND)接到2针。参见下图:

另一篇:

从1996年Intel联合 AD、YAMAHA、NS和Creative一起推出Audio Codec'97规范开始,凭借其强大的号召力,使得大多数声卡开始遵循该规范。在AC'97规范下,主板集成声卡电路变得很简单,成本也很低廉,所以集成声卡以非常快的速度进驻主板,到现在几乎所有市面上的主板都集成了声卡。现在Intel又再次提出了技术革新的口号,HD AUDIO音频规范来了。
音频行业进入2000年后进步很大,加上AC'97规范一些累积的弱点,电脑音频急需一个比较大的改观,以适应当今的音频行业环境。所以HD AUDIO的出现有其必然的因素,现在我们就先来看看HD AUDIO相比AC'97到底有什么区别吧!
HD Audio是High Definition Audio(高保真音频)的缩写,原称Azalia,是Intel与杜比(Dolby)公司合力推出的新一代音频规范。HD Audio的制定是为了取代目前流行的AC’97音频规范,与AC’97有许多共通之处,某种程度上可以说是AC’97的增强版,但并不能向下兼容 AC’97标准。它在AC’97的基础上提供了全新的连接总线,支持更高品质的音频以及更多的功能。与现行的AC’97相比,HD Audio具有数据传输带宽大、音频回放精度高、支持多声道阵列麦克风音频输入、CPU的占用率更低和底层驱动程序可以通用等特点。

从上面的表格我们可以看到HD Audio相对于AC’97的优势。HD Audio所采用的Azalia Link带宽达到了单路输出48Mb/s单路输入24Mb/s(并且可以动态分配带宽),比AC’97所采用的AC-Link的11.5Mps带宽高了很多,这样的高带宽在诸如7.1声道32bit/192khz这样的极高数据量工作模式中将十分必要。AC’97规定输出到Codec的数据必须都是 48khz的采样率,而对于普遍流行的44.1khz16bit 音乐CD来说,必须要经过重新采样以完成到48khz信号的转换,也就是常说的SRC过程,而在HD Audio规范中,Codec可以任意接收44.1khz、48khz、96khz、192khz等多种采样率,这样完全可以避免SRC的出现,对高品质音频信号的重放能力得到了质的提升。
另一方面AC’97的驱动程序一般是由CODEC芯片厂商提供,主板搭配的CODEC芯片不同,驱动也就不同,造成某主板上的AC’97驱动程序未必能在另外一个主板上使用。而HD Audio就有很大的不同和改进,HD Audio是把驱动分为两层:总线驱动(Bus Driver)和功能驱动(Function Drivers),其中“总线驱动”是实现最基本音频功能驱动,将统一集成在操作系统中。目前在Windows XP, Windows Server 2003, and Windows 2000系统中是微软提供的HD Audio Bus Driver,一般称之为通用音频结构(UAA)高清晰度音频类驱动程序。“功能驱动”是实现特殊功能的功能性驱动,包括音频控制面板软件一般由 CODEC芯片厂商提供。
相比以前的AC’97声卡设备,HD Audio的声卡输入输出接口可以自动感应设备接入并给出提示。AC’97声卡的几个插孔是标注颜色和字符来说明每个插孔的作用,如果把MIC接到 Speaker接口上,是无法正常使用的。而HD Audio声卡支持所有输入输出接口自动感应设备接入,不仅能自行判断哪个端口有设备插入,还能为接口定义功能。比如同样把MIC接到Speaker接口上,HD Audio可以探测到该接口有设备连接,并提示有设备接入,请用户确定接入的是那种设备,用户确定后即将该接口定义为MIC输入接口,改变原接口属性。这项功能为连接音频设备提供了方便。设备感知的原理就是利用音频插座的开关功能,配置感知逻辑电路和相关软件。
在前置音频方面HD Audio为了在连接针座方面与AC’97兼容,仍然采用2X5的插针座。与AC’97不同的是取消了5/6,9/10的跳线帽,另外针脚定义和名称也不相同。下面就让我们来详细看看AC’97与HD Audio的前置音频针脚定义对比。
目前,配置AC 97前置面板的机箱较多,HD Audio前置面板的较少。虽然HD Audio的主板可以搭配AC 97前置面板的机箱,但是前置麦克会没有声音输入。这是由于HD Audio要求音频插座必须是带有感知设备用的独立开关,而AC 97的音频插座没有这个独立的开关,不能感知麦克插入,所以前置麦克不能够使用。下面我们就来看看AC 97前置音频线和HD Audio前置音频线是如何连接在HD Audio接线座上的。
从以上种种我们不难看出新一代的HD Audio规范,无论在哪一个方面的性能表现来看都比AC 97要好很多。杜比环绕认证、支持多达16个麦克风、自动感应接入设备、IO接口功能重定义、多个音频流能在不同IO接口互补影响地传输、极强的可扩展性等等一系列新特性都昭示着HD Audio规范的先进性。我们不得不承认AC 97将会很快退出历史舞台,而新的主角HD Audio规范来了。

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viseng's Blog
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