Les premiers pas
Cette page donne un aperçu de l'architecture matérielle de la famille de cartes audio Sound Blaster. Elle est destinée aux développeurs souhaitant effectuer une programmation au niveau matériel. Les principaux éléments constitutifs des cartes de la famille Sound Blaster et leurs fonctionnalités seront abordés.
Cette page couvre également l'anatomie et les schémas fonctionnels de la famille de cartes audio Sound Blaster.
Anatomie de la famille de cartes audio Sound Blaster
Cette section décrit les principaux éléments constitutifs de la famille de cartes audio Sound Blaster. Les fonctionnalités et caractéristiques des composants suivants seront présentées :
- Puce de processeur de son numérique (DSP)
- Puce de mixage
- Puce de synthétiseur FM
- Puce d'interface de bus
- Processeur de signal avancé
Puce de processeur de son numérique (Digital Sound Processor)
La puce de processeur de son numérique Digital Sound Processor est l'un des composantes les plus importants de la carte Sound Blaster. Elle interprète les commandes DSP et exécute ensuite l'une des tâches suivantes :
- Effectue l'enregistrement et la lecture du son numérisé mono/stéréo 8/16 bits
- Effectue la décompression ADPCM 4:1, 3:1 et 2:1 en mode Sound Blaster
- Contrôle la fréquence d'échantillonnage
- Interprète les commandes MIDI compatibles Sound Blaster et les commandes en mode UART MPU-401 (Sound Blaster 16 uniquement)
- Fournit un chemin de communication entre l'hôte et le processeur de signal avancé (Sound Blaster 16 Advanced Signal Processing uniquement)
- Fournit le téléchargement du code du processeur de signal avancé (Sound Blaster 16 Advanced Signal Processing uniquement)
- Fournit le contrôle des haut-parleurs DAC
- Contrôle divers modes de transfert DMA
Différentes versions de DSP sont utilisées sur différentes versions de cartes de la famille Sound Blaster. Au fil des ans, les fonctionnalités du DSP ont été grandement améliorées. Les versions ultérieures du DSP sont conçues pour être rétrocompatibles avec leurs homologues antérieures avec de nouvelles fonctionnalités introduites. En général, les versions du DSP peuvent être classées en cinq grandes catégories : 1.xx, 2.00, 2.01+, 3.xx et 4.xx.
Puce de mixage
Le but principal de la puce de mixage est de mélanger les signaux provenant de différentes sources d'entrée et de fournir des capacités de contrôle du volume logiciel. Toutes les cartes de la famille Sound Blaster, à l'exception des cartes SB2.0 et des versions antérieures des cartes Sound Blaster, sont équipées d'une puce de mixage. Actuellement, il existe trois versions de puce de mixage : CT1335, CT1345 et CT1745. Chaque version diffère de l'autre par sa capacité à accepter un nombre différent de sources et à fournir une résolution de contrôle du volume. CT1745, la dernière version de la puce de mixage, peut fournir une résolution plus fine du contrôle du volume.
Puce de synthétiseur FM
La puce de synthétiseur FM synthétise les sons des instruments de musique. Elle tente de se rapprocher des sons d'instruments réels en appliquant la technique de modulation de fréquence (FM) aux ondes sinusoïdales.
Il existe deux versions de puces de synthétiseur FM utilisées sur les cartes Sound Blaster : YAMAHA OPL2 et YAMAHA OPL3. La puce OPL2 est utilisée dans les versions antérieures de Sound Blaster Pro, SB2.0 et Sound Blaster. Les versions ultérieures de Sound Blaster Pro et Sound Blaster 16 utilisent la puce YAMAHA OPL3.
Puce d'interface de bus
La puce d'interface de bus (CT1336) est responsable de la fourniture des signaux de transfert et du transfert de données entre le bus ISA et divers composants de la carte Sound Blaster. Sur Sound Blaster 16, elle fournit un MIDI compatible avec le mode UART MPU-401, des FIFO pour la lecture et l'enregistrement audio numériques et le partage de canaux d'interruption par trois processus différents (son numérisé 8 bits, son numérisé 16 bits et MIDI).
Puce de traitement de signal avancé
Le processeur de signal avancé, utilisé sur les cartes de traitement de signal avancé Sound Blaster 16, est une avancée technologique. Il peut effectuer un traitement mathématique à grande vitesse sur des données sonores numérisées. Il fournit également un traitement de signal en temps réel comme la compression/décompression du son. La flexibilité de la puce est qu'elle peut accepter le téléchargement d'algorithmes. Vous trouverez ci-dessous un schéma simplifié de cette puce :
Voici les principales caractéristiques du processeur de signal avancé :
- Coeur DSP 16 bits
- Multiplicateur 16 bits x 16 bits => 32 bits
- 192 x 16 bits de X-RAM
- 128 x 16 bits de Y-RAM
- 512 x 32 bits de mémoire RAM de programme
- 512 x 16 bits de mémoire de données
- E/S série pour les données audio numériques
- Fonctionne à 12 MIP
Le contrôle du processeur de signal avancé, y compris le téléchargement, est géré par un pilote de niveau périphérique appelé CSP.SYS. Vous pouvez accéder à ce pilote de périphérique via le pilote Creative Multimedia System (CTMMSYS).
Schémas fonctionnels pour la famille de cartes audio Sound Blaster
Après avoir présenté les principaux éléments constitutifs des cartes Sound Blaster, nous allons maintenant présenter les schémas fonctionnels pour SB2.0, SB2CD, SBPRO et SB16.
Voici le schéma fonctionnel du Sound Blaster 2.0 :
Notez que la puce CMS est optionnelle. La CMS utilise la technique de modulation de largeur d'impulsion (PWM) pour synthétiser la musique. La qualité du son n'est pas aussi bonne que celle d'un synthétiseur FM et a donc été progressivement supprimée. Toutes les cartes Sound Blaster ultérieures à la SB2.0 ne disposent pas du socket de mise à niveau CMS.
Veuillez noter que la SB2.0 ne contient pas de puce de mixage intégrée.
Voici le schéma fonctionnel de l'interface CD Sound Blaster 2.0 :
Le SB2CD est la mise à niveau du CD-ROM pour SB2.0. Il fournit une interface CD-ROM dont le SB2.0 ne dispose pas. Il comprend également un mixeur audio pour le contrôle du volume logiciel et un amplificateur de puissance.
Voici le schéma fonctionnel du Sound Blaster Pro :
La Sound Blaster Pro est une carte d'échantillonnage stéréo 8 bits avec puce de mixage stéréo et interface CD-ROM intégrée. Le DSP a été progressivement amélioré pour couvrir une plage d'échantillonnage plus large.
Il existe deux versions de Sound Blaster Pro. La différence réside dans la puce de synthétiseur FM utilisée. La version antérieure utilise une puce FM à deux opérateurs appelée OPL2, tandis que la version ultérieure utilise une puce de synthétiseur FM à quatre opérateurs appelée OPL3. La version avec OPL3 est communément appelée Sound Blaster Pro 2.
La Sound Blaster 16 Advanced Signal Processing est une carte d'échantillonnage stéréo 16 bits. Elle dispose également d'une puce de mixage stéréo améliorée. Une interface MIDI en mode UART MPU-401 a également été ajoutée. L'un des composantes clefs est le processeur de signal avancé pouvant effectuer un traitement mathématique à grande vitesse sur les données provenant/vers l'AD/DA.
La Sound Blaster 16 est identique à Sound Blaster 16 Advanced Signal Processing, sauf que la puce du processeur de signal avancé est une mise à niveau facultative.