소개
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SPDIF 통신 규격의 기초
안녕하세요. 오랫만에 글을 올리는 것 같습니다. 요즘 걍 취미로 DAC를 만들다 보니, SPDIF 통신에 대해 이것 저것 알게 되어서, 행여나 좋은 정보가 되지 않을까 싶어서 올려봅니다. 다들 아시다시피, SPDIF는 소니와 필립스가 공동으로 정한 디지털 오디오 신호방식입니다. (Sony / Philips Digital Interface Format) 보통 커넥터가 RCA거나, 광단자이기 때문에, 좋은 케이블을 필요로 하는가 싶어하시는 분들 많으시겠지만, 아시다시피 디지털이다보니, 좋은 케이블은 거의 영향을 미치지 못합니다. 가끔 단거리는 RCA로, 장거리는 광케이블이 유리하다는 그런말씀들을 하시는데, 뭐 꼭 그렇지 않습니다. 결론적으로 무조건 광이 유리하고, 오히려 고급케이블을 쓰면 망합니다.^^; 이름에서 아시다시피 디지털 전송규약으로, Spec에 명시하기를, 동축케이블(Coaxial)!!!로 연결하라고 되어있습니다. 일반적으로 쓰시는 케이블은 STP(Shielded Twisted Pair) 방식이기 때문에, 조건을 충족시키지 못합니다. 동축케이블... 말그대로 신호선을 축으로 두고, 동일거리로 Shield 되어있는 케이블로, 고주파 특성이 좋은 케이블입니다. (보통 케이블 방송이나, TV 안테나 선으로 사용되죠^^;) 이유인 즉슨, 일반 오디오 신호 전송용은 끽해봐야 20~40KHz가 최대 주파수라면, SPDIF는 이론상 최대 6MHz의 주파수를 사용하므로 주파수 특성이 좋은 동축 케이블을 사용하는 것이 유리합니다. 당연히 광은, 주파수가 낮은 적색이라 하더라도 이론상 460THz(461,000,000,000 Hz)가 넘는 주파수를 가지기 때문에^^;; 훨씬 여유있습니다.(물론 상관없는 농담 섞인 이야기입니다^^) 디지털이다보니, 노이즈에 강한건 당연히 아시겠지만, SPDIF나 AES3의 큰 문제점은, 신호가 단방향이다보니, 신호를 받는 입장(Receiver)에서, 지금 받은 정보가 잘못되었다는 것은 알 수 있지만, 복구할 수 없다는 점입니다. SPDIF의 의미있는 신호 중, 최소단위는 Frame인데, (엄밀히는 좌우가 있으므로 Sub-Frame이라고 하지만, 그냥 Frame이라고 적겠습니다.) 한개의 Frame에 32비트를 전송하게 되며, 실질적으로 데이터 전송에 쓰이는 것은 24비트(나머지는 통신을 위해 사용됩니다.)이니, 최대 24비트 해상도를 가진다고 보시면 될것 같습니다. (추후에 개량되서 더 높은 것도 있다고는 합니다.) 한개의 Frame마다 전송 오류를 확인하는데, 하나가 오류가 났었다고 한다면, 44.1kHz에 대응되므로, 0.00002초 정도 못듣는다고 생각하시면 됩니다.(게다가 그럴 확률은 매~~우 희박합니다.) 아래부터는 정보통신쪽에 문외한이시면 점점 더 어려워지실 수 있다는 점을 미리 안내드립니다.^^; 데이터 전송 규약을 보면, SPDIF는 BMC Encoding(Biphase Mark Code) 라는 Differencial Manchester Encoding의 방식의 한 종류를 사용함으로써, 신호자체에 Clock을 실어보내는 방식을 사용합니다. 결론부터 말씀드리면, 이론적으로 Jitter라고 부르는 현상 자체가 생기는게 조금 말이 안되는 전송방식입니다. 자꾸 지터지터 하면서 비싼거 권하시는 분들 계시는데, 걍 살포시 웃어주시면 됩니다.^^; 좀 자세히 말씀드리면, 동기 전송방식에서는 Clock을 같이 보내야 하는데, 이게 문제가 많습니다. 왜냐하면, Clock 신호와 데이터 신호가 서로 동시에 떨어지지 않는다면 문제가 생기기 때문입니다. Clock 신호를 보내지 않고 서로간의 Clock을 동기화 시켜서 전송한다고 하면 알고 계시는 Jitter 문제가 생깁니다. 하지만 BMC라는 방식은 신호선 1개로 클럭과 신호를 같이 보내는 규약입니다. 둘간의 Clock 싱크로가 맞지 않다고 하더라도 한쪽이 다른쪽보다 2배이상 빠르지 않는다면, 1clock 내에 보정이 계속 이루어집니다. (더 잘 아시는 분들을 위해서 설명드리면, Falling Edge와 Rising Edge 둘다 인터럽트를 걸어서, 내부 타이머 클럭 상태를 이용해서 상태검출을 하는데, 이게 틀어지려면, BMC의 최장 Clock 속도 보다 최소 2/3이상 빨리 타이머가 돌아야 합니다만, 아무리 7~80년대라 하더라도 그보다는 정확도가 높았습니다.^^ 오실레이터가 오차율이 33%가 넘어야만 지터현상이 일어나게 됩니다..^^) 오늘은 여기까지 적겠습니다. 제가 삘받으면 적는 편이라 속편은 언제가 될지 잘 모르겠습니다.^^; 틀린부분이나 궁금하신 부분이 있으시면 알려주세요^^; |
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하수
2015-02-11 02:29
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요즘 관심있는 부분입니다 잘읽었고 언제일지 모르나 기다리겠습니다 ^^ |
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장혁준
2015-02-11 22:24
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왠지 재밌네요.. 속편 기다립니다. ^^ |
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취암
