USB设备的音频类UAC

一、UAC简介

        UAC（USB Audio Class）是USB设备的音频类，它定义了USB音频设备与主机计算机通信的方式。UAC标准是USB规范的一部分，并受到各种操作系统（包括Windows、macOS和Linux）的支持。

        UAC是基于libusb,实现对外接音频操作，从用户功能来说，主要包括USB麦克风、USB声卡和其它音频设备的功能控制和接口标准。

二、UAC标准的主要功能包括：

        （1）设备枚举和配置： UAC标准定义了USB音频设备如何由主机计算机枚举和配置。这包括识别设备，确定其功能以及加载相应的驱动程序。

        （2）音频数据传输： UAC标准定义了音频数据如何在USB音频设备和主机计算机之间传输。这包括设置采样率、位深度和通道数，以及传输音频数据包。

        （3）控制和功能支持： UAC标准定义了一套标准控件和功能，由USB音频设备支持。这包括音量控制、静音和增益控制，以及更高级的功能，例如混音器路由和效果处理。

三、UAC设备可用于多种目的，包括：

        （1）录音： UAC设备可用于从麦克风或其他模拟源录制音频。

        （2）播放： UAC设备可用于从数字源（例如计算机或媒体播放器）播放音频。

        （3）处理： UAC设备可用于处理音频，例如应用效果或混合多个源。

UAC是一种通用且广泛支持的标准，可轻松将USB音频设备连接到计算机。 因此，UAC设备通常用于各种应用，包括音乐制作、家庭影院和游戏。

四、以下是使用UAC标准的一些USB设备示例：

        （1）USB麦克风： USB麦克风是录音的流行选择，因为它们易于使用并提供高品质的声音。

        （2）USB耳机： USB耳机通常用于VoIP通话和游戏，因为它们提供麦克风和扬声器功能。

        （3）USB DAC： USB DAC（数字模拟转换器）将来自计算机的数字音频信号转换为模拟信号，可由扬声器或耳机播放。

        （4）USB音频接口： USB音频接口是多功能设备，可用于各种目的，例如录音、播放和处理音频。

五、UAC设备类

六、USB音频子类

        USB音频类定义在接口层，而USB音频类又分为不同的子类（SubClass）以便于进一步的细节枚举和设置。所有的USB音频功能都被包括在USB音频类的子类中。USB定义了3种不同的音频子类：

        （1） AudioControl Interface Subclass 音频控制接口子类

        （2） AudioStreaming Interface Subclass 音频流接口子类

        （3） MIDIStreaming Interface Subclass MIDI流接口子类

七、USB标准描述符

        在USB设备的逻辑组织中，包含devices、config、interface和endpoint4个层次。

        根据usb描述符相关知识得知，usb有config，然后下面有多个interface，interface下面有多个endpoint。根据interface的class和subclass值可以区分interface类型，比如video的class值是14，audio的class值是1等，根据这个可以识别复合设备的interface。然后每个interface下面有多个endpoint，endpoint存在address，这个是数据传输的通道。每个endpoint存在不同的数据格式，比如我在项目中使用的多个usb麦克风，有的MIC每个endpoint对应一种格式，比如双通道/16位/48KHZ。但也有一个endpoint对应多种格式的

UAC使用以下协议进行通信：

        USB控制传输协议（Control Transfer Protocol）： 控制传输协议用于设置设备参数和监控设备状态。

        USB批量传输协议（Bulk Transfer Protocol）： 批量传输协议用于传输音频数据。

        USB中断传输协议（Interrupt Transfer Protocol）： 中断传输协议用于传输状态消息。