通用串行總線音頻鎖頻的裝置和方法與流程

本發明是關于一種通用串行總線音頻鎖頻的裝置和方法。

背景技術：

以往，模擬音頻播放常應用在收音機、模擬電視等，以模擬訊號直接驅動喇叭。隨著科技的進步，個人電腦和網路的演進及數位音頻訊號處理的發展，數位音頻播放已經應用于各種電子系統如電影院、家用、汽車等音響，以及數位電視、各種型式電腦、隨身聽、手機等。其中音頻訊號驅動的功能必須具備低雜音、高品質的特性，使得音響效果更為完善。

模擬音頻播放常應用在收音機、模擬電視等，以模擬訊號直接驅動喇叭。現有的數位音頻資料的傳輸已大量使用通用串行總線(Universal Serial Bus,USB)的端口。一般情況都是由通用串行總線主機(Host)端將數位音頻資料傳送到通用串行總線裝置(Device)端。對于即時性的音頻資料傳送及播放，常因裝置端的時鐘與主機端的時鐘之間的差異而造成音頻資料的損毀，產生播放停頓或失真的情況。

一種調整時鐘的方法是利用通用串行總線主機端傳送的幀始(Start of Frame,SOF)信號來調整通用串行總線裝置端的時鐘。但是此種方式所需調整時間過久，需要大量多余的儲存器容量來存取或者容易造成音頻資料的損毀。

本發明提出一種通用串行總線音頻鎖頻的技術，經由幀始(Start of Frame,SOF)信號和裝置端的音頻儲存器內資料量多少，進而調整裝置端的時鐘，更快速的追蹤到主機端的時鐘。

技術實現要素：

本發明實施例可提供關于通用串行總線音頻鎖頻的裝置和方法。

所揭示的一實施例是關于一種通用串行總線音頻鎖頻的裝置，此裝置包含：一通用串行總線接收端口，接收一通用串行總線主機傳送的一幀始信號和一音頻資料；一緩沖處理器，接收和儲存通用串行總線接收端口傳送的音頻資料，并且以一時鐘計數該音頻資料來產生一音頻資料量；一控制器，接收通用串行總線接收端口傳送的該幀始信號，以時鐘計數幀始信號的周期時間來產生一幀始計數量，并且根據幀始計數量與該音頻資料量來產生一控制信號；以及一時鐘調整器，接收控制信號來調整該時鐘。

在一個可選的實施方式中，緩沖處理器包含一緩沖儲存器以序列方式接收音頻資料。

在一個可選的實施方式中，緩沖處理器包含一計數器計數音頻資料來產生音頻資料量。

在一個可選的實施方式中，控制器將幀始計數量與一參考計數量比較，而校定一第一重量，并且將音頻資料量與一上限量和一下限量比較，而校定一第二重量。

在一個可選的實施方式中，控制器根據第一重量和第二重量的相加數，來產生控制信號。

所揭露的另一實施例是關于一種通用串行總線音頻鎖頻的方法，此方法包含：使用一緩沖處理器，接收和儲存一通用串行總線主機傳送的一音頻資料，并且以一時鐘計數該音頻資料來產生一音頻資料量；使用一控制器，接收通用串行總線主機傳送的一幀始信號，以時鐘計數該幀始信號的周期時間來產生一幀始計數量，并且根據幀始計數量與該音頻資料量來產生一控制信號；以及使用一時鐘調整器，根據控制信號來調整該時鐘。

在一個可選的實施方式中，緩沖處理器使用一緩沖儲存器以序列方式接收音頻資料。

在一個可選的實施方式中，緩沖處理器使用一計數器計數音頻資料來產生音頻資料量。

在一個可選的實施方式中，方法將幀始計數量與一參考計數量比較，而校定一第一重量，并且將音頻資料量與一上限量和一下限量比較，而 校定一第二重量。

在一個可選的實施方式中，根據第一重量和第二重量的相加數，來產生控制信號。

附圖說明

圖1是與所揭露的一實施范例一致的一示意圖，說明一種通用串行總線頻鎖頻的裝置。

圖2是與所揭露的一實施范例一致的一示意圖，說明圖1中的通用串行總線接收端口。

圖3是與所揭露的一實施范例一致的一示意圖，說明圖1中的緩沖處理器。

圖4是與所揭露的一實施范例一致的一示意圖，說明說明控制器根據幀始計數量與該音頻資料量來產生一控制信號。

圖5是與所揭露的一實施范例一致的一示意圖，說明說明一種通用串行總線音頻鎖頻的方法。

其中，附圖標記說明如下：

100 通用串行總線音頻鎖頻的裝置

110 通用串行總線(USB)接收端口

111 幀始信號

112 音頻資料

120 緩沖處理器

121 音頻資料量

130 控制器

131 幀始計數量

132 控制信號

140 時鐘調整器

510 使用一緩沖處理器，接收和儲存一通用串行總線主機傳送的一音頻資料，并且以一時鐘計數該音頻資料來產生一音頻資料量

520 使用一控制器，接收通用串行總線主機傳送的一幀始信號，以時鐘計數該幀始信號的周期時間來產生一幀始計數量，并且根據幀始計數 量與該音頻資料量來產生一控制信號

530使用一時鐘調整器，根據控制信號來調整該時鐘一時鐘產生器

具體實施方式

以下，參考伴隨的附圖，詳細說明根據本發明的實施例，俾使本領域者易于了解。所述的創作可以采用多種變化的實施方式，當不能只限定于這些實施例。本發明省略已公知(well-known part)的描述，并且相同的參考號于本發明中代表相同的元件。

本發明提出通用串行總線音頻鎖頻的技術，及時地調整用序列匯流排裝置端的時鐘，更快速的追蹤到用序列匯流排主機端的時鐘。圖1是與所揭露的一實施范例一致的一示意圖，說明一種通用串行總線音頻鎖頻的裝置。

在圖1中，此通用串行總線音頻鎖頻的裝置100包含：一通用串行總線(USB)接收端口110，接收一通用串行總線主機傳送的一幀始(Start of Frame,SOF)信號111和一音頻資料112；一緩沖處理器120，接收和儲存通用串行總線接收端口傳送的音頻資料，并且以一時鐘計數該音頻資料來產生一音頻資料量121；一控制器130，接收通用串行總線接收端口傳送的該幀始信號111，以時鐘計數幀始信號111的周期時間來產生一幀始計數量131，并且根據幀始計數量131與該音頻資料量121來產生一控制信號132；以及一時鐘調整器140，接收控制信號132來調整該時鐘。

根據圖1中通用串行總線(USB)音頻鎖頻的裝置的實施范例，首先通用串行總線接收端口110接收一通用串行總線主機傳送的一幀始(Start of Frame,SOF)信號111和一音頻資料112。圖2是與所發明的一實施范例一致的一示意圖，說明圖1中的通用串行總線接收端口110。參考圖2，由一通用串行總線主機傳送一幀始(Start of Frame,SOF)信號111和一音頻資料112。其中幀始(Start of Frame,SOF)信號111是一周期性的單脈沖起始信號，而音頻資料112是一取樣的音頻訊號資料，在每一幀始信號111周期時間以連續序列方式傳送到通用串行總線接收端口110，如圖2所示。

根據圖1中通用串行總線(USB)音頻鎖頻的裝置的實施范例，緩沖處 理器120接收和儲存通用串行總線接收端口傳送的音頻資料，并且以一時鐘計數該音頻資料來產生一音頻資料量121。圖3是與所揭露的一實施范例一致的一示意圖，說明圖1中的緩沖處理器120。參考圖3，緩沖處理器120包含一緩沖儲存器310例如是一先進先出(First In First out,FIFO)儲存器，以序列方式接收經通用串行總線接收端口傳送的音頻資料，并且以序列方式傳送到后續的音頻放大器。緩沖處理器120還包含一計數器320來計數緩沖儲存器310中所緩沖儲存的音頻資料的容量，來產生音頻資料量121，此音頻資料量如圖3所示。

根據圖1中通用串行總線(USB)音頻鎖頻的裝置的實施范例，控制器130接收通用串行總線接收端口傳送的該幀始信號111，以時鐘計數幀始信號111的周期時間來產生一幀始計數量131，并且根據幀始計數量131與該音頻資料量121來產生一控制信號132。圖4是與所揭露的一實施范例一致的一示意圖，說明控制器根據幀始計數量與該音頻資料量來產生一控制信號。參考圖4的實施范例，首先控制器130以時鐘計數幀始信號111的周期時間來產生一幀始計數量S。

承上述，接著控制器120可根據幀始計數量S與音頻資料量B來產生一控制信號，如下面描述。首先控制器120可將幀始計數量S與一參考計數量R比較，而校定一第一重量W1。其中參考計數量是參考幀始信號計數量，即主機傳送的幀始信號計數量。其中比較方式可以使用例如一比較器，來比較幀始計數量S和參考計數量R。若S>R，則校定第一重量W1為+1。若S＝R，則校定第一重量W1為0。若S<R，則校定第一重量W1為-1。上述若S>R，表示此音頻鎖頻裝置的幀始計數量S多于參考幀始信號計數量R，此音頻鎖頻裝置的時鐘較主機的參考時鐘快，上述若S<R，表示此音頻鎖頻裝置的幀始計數量S少于參考幀始信號計數量R，此音頻鎖頻裝置的時鐘較主機的參考時鐘慢。

承上述，接著控制器120可將音頻資料量B與一上限量U和一下限量L比較，而校定一第二重量W2。其中上限量U和下限量L是緩沖儲存器310的上限量U和下限量L，例如假設緩沖儲存器310的容量是4Mb(百萬位元)，而校定上限量U為3Mb和下限量L為1Mb。其中比較方式可以使用例如比較器，來比較訊資料量B與上限量U和下限量L比 較。若B≦L，則校定第二重量W2為+2。若U>B>L，則校定第二重量W2為0。若B≧U，則校定第二重量W2為-2。上述若B≦L，表示此音頻資料量低于緩沖儲存器容量的下限，此緩沖儲存器內音頻資料量的傳送出去較接收快。上述若B≧U，此音頻資料量高于緩沖儲存器容量的上限，此緩沖儲存器內音頻資料量的傳送出去較接收慢。

承上述，最后控制器120可根據第一重量W1和第二重量W2來產生控制信號132。例如可根據一總重量W為第一重量W1和第二重量W2的相加數，即W＝W1+W2，來產生控制信號132。例如若W≧0，則產生控制信號132例如是一高電位。若W<0，則產生控制信號132例如是一低電位。

根據圖1中通用串行總線(USB)音頻鎖頻的裝置的實施范例，時鐘調整器140，接收控制信號132來調整該時鐘。時鐘調整器140可接收上述中根據一總重量W產生的控制信號132例如是高電位或低電位來調整該時鐘。在實施范例中，若時鐘調整器140接收的控制信號132是高電位，表示此音頻鎖頻裝置的時鐘較主機的參考時鐘快或/和音頻資料量的傳送較快，則可以將時鐘調整慢一些，來跟隨主機的參考時鐘而達到鎖頻的功能。在實施范例中，若時鐘調整器140接收的控制信號132是低電位，表示此音頻鎖頻裝置的時鐘較主機的參考時鐘慢或/和音頻資料量的傳送較慢，則可以將時鐘調整快一些，來跟隨主機的參考時鐘而達到鎖頻的功能。

根據另一個實施范例，圖5說明一種通用串行總線(USB)音頻鎖頻的方法，此方法包含：使用一緩沖處理器，接收和儲存一通用串行總線主機傳送的一音頻資料，并且以一時鐘計數該音頻資料來產生一音頻資料量(步驟510)；使用一控制器，接收通用串行總線主機傳送的一幀始信號，以時鐘計數該幀始信號的周期時間來產生一幀始計數量，并且根據幀始計數量與該音頻資料量來產生一控制信號(步驟520)；以及使用一時鐘調整器，根據控制信號來調整該時鐘(步驟530)。

如前所述，在步驟510中的音頻資料是一取樣的音頻訊號資料，緩沖處理器可包含一緩沖儲存器例如是一先進先出(First In First out,FIFO)儲存器，以序列方式接收經通用串行總線接收端口傳送的音頻資料，接 收和儲存一通用串行總線主機傳送的一音頻資料。緩沖處理器還可包含一計數器來計數緩沖儲存器中所緩沖儲存的音頻資料的容量，來產生音頻資料量。

如前所述，在步驟520中，首先控制器以時鐘計數幀始信號的周期時間來產生一幀始計數量S。接著控制器120可將幀始計數量S與一參考計數量R比較，而校定一第一重量W1。其中參考計數量是參考幀始信號計數量，即主機傳送的幀始信號計數量。其中比較方式可以使用例如一比較器，來比較幀始計數量S和參考計數量R。若S>R，則校定第一重量W1為+1。若S＝R，則校定第一重量W1為0。若S<R，則校定第一重量W1為-1。上述若S>R，表示此音頻鎖頻裝置的幀始計數量S多于參考幀始信號計數量R，此音頻鎖頻裝置的時鐘較主機的參考時鐘快，上述若S<R，表示此音頻鎖頻裝置的幀始計數量S少于參考幀始信號計數量R，此音頻鎖頻裝置的時鐘較主機的參考時鐘慢。

承上述，接著控制器可將音頻資料量B與一上限量U和一下限量L比較，而校定一第二重量W2。其中上限量U和下限量L是緩沖儲存器的上限量U和下限量L，例如假設緩沖儲存器310的容量是4Mb(百萬位元)，而校定上限量U為3Mb和下限量L為1Mb。其中比較方式可以使用例如比較器，來比較訊資料量B與上限量U和下限量L比較。若B≦L，則校定第二重量W2為+2。若U>B>L，則校定第二重量W2為0。若B≧U，則校定第二重量W2為-2。上述若B≦L，表示此音頻資料量低于緩沖儲存器容量的下限，此緩沖儲存器內音頻資料量的傳送出去較接收快。上述若B≧U，此音頻資料量高于緩沖儲存器容量的上限，此緩沖儲存器內音頻資料量的傳送出去較接收慢。

承上述，最后控制器可根據第一重量W1和第二重量W2來產生控制信號。例如可根據一總重量W為第一重量W1和第二重量W2的相加數，即W＝W1+W2，來產生控制信號。例如若W≧0，則產生控制信號132例如是一高電位。若W<0，則產生控制信號132例如是一低電位。

如前所述，在步驟530中，時鐘調整器140可接收上述中根據一總重量W產生的控制信號例如是高電位或低電位來調整該時鐘。在實施范例中，若時鐘調整器接收的控制信號是高電位，表示此音頻鎖頻裝置的 時鐘較主機的參考時鐘快或/和音頻資料量的傳送較快，則可以將時鐘調整慢一些，來跟隨主機的參考時鐘而達到鎖頻的功能。在實施范例中，若時鐘調整器接收的控制信號是低電位，表示此音頻鎖頻裝置的時鐘較主機的參考時鐘慢或/和音頻資料量的傳送較慢，則可以將時鐘調整快一些，來跟隨主機的參考時鐘而達到鎖頻的功能。

綜上所述，本發明提出一種提動態時鐘調整的技術，以閉回路控制的方式，經由控制器產生的控制信號來及時地動態調整系統時鐘。

惟，以上所發明的圖示及說明，僅為本發明的較佳實施例而已，非為用以限定本發明的實施，所述技術領域的技術人員其所依本發明的精神，所作的變化或修飾，皆應涵蓋在隨附的本發明的權利要求書的保護范圍內。