S/PDIF

S/PDIF(Sony/Philips Digital Interface)는 소비자 오디오 장비에서 비교적 짧은 거리에서 오디오를 출력하는 데 사용되는 디지털 오디오 인터페이스의 일종이다. 신호는 RCA 단자 또는 BNC 단자를 사용하는 동축 케이블이나 토스링크 단자를 사용하는 광섬유 케이블을 통해 전송된다. S/PDIF는 홈 시어터 및 기타 디지털 Hi-Fi 시스템의 구성 요소를 상호 연결한다.

S/PDIF는 AES3 인터커넥트 기술 표준을 기반으로 한다. S/PDIF는 압축되지 않은 PCM 오디오 또는 압축된 5.1 서라운드 사운드의 두 채널을 전송할 수 있다. 더 큰 대역폭을 요구하는 무손실 서라운드 형식은 지원할 수 없다.

S/PDIF는 광케이블 또는 전기 케이블을 통해 디지털 오디오 신호를 전송하기 위한 물리 계층 사양 세트이자 데이터 링크 계층 프로토콜이다. 이 이름은 Sony/Philips Digital Interconnect Format의 약자이지만 Sony/Philips Digital Interface로도 알려져 있다. 소니와 필립스가 S/PDIF의 주요 설계자였다. S/PDIF는 IEC 60958에서 IEC 60958 type II(1998년 이전에는 IEC 958)로 표준화되었다.

 응용 분야 
일반적인 용도는 CD 플레이어에서 증폭 리시버로 압축되지 않은 디지털 오디오 두 채널을 전송하는 것이다.

S/PDIF 인터페이스는 또한 IEC 61937 표준에 정의된 압축된 서라운드 사운드용 디지털 오디오를 전송하는 데 사용된다. 이 모드는 블루레이, DVD 플레이어 또는 컴퓨터의 출력을 광 또는 동축 케이블을 통해 돌비 디지털 또는 DTS 디지털 서라운드 디코딩을 지원하는 홈 시어터 증폭 리시버에 연결하는 데 사용된다.

 하드웨어 사양 

S/PDIF는 프로페셔널 오디오 분야에서 전문 오디오 장비를 상호 연결하는 데 사용되는 주요 표준인 AES3와 동시에 개발되었다. 이는 다양한 이해 관계자들이 두 인터페이스 간에 최소한 충분한 유사성을 확보하여 IC를 인터페이싱하는 데 동일하거나 매우 유사한 설계를 사용할 수 있도록 하려는 열망에서 비롯되었다.Finger, Robert A. 1992 'AES3-1992: The RevisedTwo-ChannelDigital Audio Interface', J.AudioEng.Soc., Vol.40, No. 3, 1992 March, p108 S/PDIF는 프로토콜 수준에서 거의 동일하지만, 동축 케이블 (RCA 단자 포함) 또는 광섬유 (토스링크; 즉, JIS F05 또는 EIAJ 광학)를 사용하는데, 이들은 모두 AES3에 사용되는 XLR 연결보다 저렴하다. RCA 단자는 일반적으로 컴포지트 비디오와 같은 다른 RCA 단자 사용과 구별하기 위해 주황색으로 색깔이 지정된다. S/PDIF는 75 Ω 동축 케이블을 사용하는 반면 AES3는 110 Ω 밸런스드 연선을 사용한다.

소비자용 토스링크 연결을 통해 전송되는 신호는 동축 단자를 통해 전송되는 신호와 내용이 동일하다. 광학 연결은 전기적 절연을 제공하여 시스템의 접지 루프 문제를 해결하는 데 도움이 될 수 있다. 전기 연결은 더 견고하고 더 긴 연결을 지원한다.

+ AES3 및 S/PDIF 비교 AES3 S/PDIF 밸런스드 언밸런스드 구리 광학 케이블링 110 Ω STP 75 Ω 동축 75 Ω 동축 광섬유 단자 3핀 XLR 단자 BNC 단자 RCA 단자 또는 BNC 단자 토스링크 출력 레벨 2–7 V 피크 투 피크 1.0–1.2 V 피크 투 피크 0.5–0.6 V 피크 투 피크  최소 입력 레벨 0.2 V 0.32 V 0.2 V  최대 거리 1000 m 100 m 10 m 변조 바이페이즈 마크 코드 서브코드 정보 ASCII id. 텍스트 SCMS 복사 방지 정보 오디오 비트 심도 24비트 20비트 (선택적으로 24비트)

 프로토콜 사양 
S/PDIF는 여러 형식의 디지털 신호를 전송하는 데 사용되며, 가장 일반적인 것은 48 kHz 샘플링 레이트 형식(디지털 오디오 테이프 및 DVD에 사용)과 CD 오디오에 사용되는 44.1 kHz 형식이다. 두 샘플링 레이트와 필요할 수 있는 다른 샘플링 레이트를 모두 지원하기 위해 형식에 정의된 비트레이트는 없다. 대신 데이터는 비트당 하나 또는 두 개의 전환이 있는 바이페이즈 마크 코드를 사용하여 전송되어 원본 워드 클록을 신호 자체에서 추출할 수 있다.

S/PDIF 프로토콜은 채널 상태 비트에서만 AES3와 다르다. 상위 수준 보기는 을 참조하라. 두 프로토콜 모두 192개의 샘플을 오디오 블록으로 그룹화하고 샘플당 하나의 채널 상태 비트를 전송하여 오디오 블록당 채널당 192비트 채널 상태 워드 하나를 제공한다. S/PDIF의 경우 192비트 상태 워드는 두 채널 간에 동일하며 각 16비트 12개 워드로 나뉘며, 처음 16비트는 제어 코드이다.

+ S/PDIF 제어 워드 구성 요소 바이트 비트 미설정 (0) 설정 (1) 0 0 소비자용 (S/PDIF) 전문가용 (AES3)(AES3 채널 상태 워드로 의미 변경) 1 일반 PCM 압축 데이터 2 복사 제한 복사 허용 3 2 채널 4 채널 4 — — 5 사전 강조 없음 사전 강조 50/15  모드, 후속 바이트 정의; 0 이외의 값은 정의되지 않음. 1 0–6 오디오 소스 유형을 나타내는 오디오 소스 범주(일반, CD-DA, DVD 등) 7 L-비트, 원본 또는 복사 2 0–3 소스 번호 4–7 채널 번호 3 0–3 샘플링 주파수: : 44.1 kHz, : 48 kHz, : 32 kHz 4–5 클록 정확도: : 50ppm,: 1100ppm, : 가변 피치 (호환 가능한 수신기 필요) 6–7 colspan="2"    4 0 워드 길이 20비트 워드 길이 24비트 1–3 샘플 길이 (0: 정의되지 않음, 1–4: 워드 길이 마이너스 1-4비트, 5: 전체 워드 길이) 4–7 colspan="2"    5–10 0-7 EAN-13 코드 (바이너리 코딩 십진수일 수 있음) 11 0-3 4–7 colspan="2"    12–13 0-7 rowspan=2 colspan="2"    14 0–3 4-7 ISRC (인코딩 불분명; ISRC는 영문 2개, 영숫자 3개, 숫자 7개로, 이는 262 × 363 × 107 ≈ 248.164이므로 분명히 7.5바이트에 맞지만, 순진한 5 ASCII + 7 BCD는 8.5바이트가 될 것이다) 15–21 0–7  0–7 colspan="2"   

 데이터 프레이밍 
S/PDIF 블록에는 192개의 프레임이 포함되어 있으며, 각 프레임에는 두 개의 서브 프레임이 포함되어 있다. 서브 프레임에는 20비트 또는 24비트 오디오 데이터가 있다.

S/PDIF는 20비트 오디오 데이터 스트림 및 기타 관련 정보를 전송하는 데 사용된다. S/PDIF는 또한 4개의 추가 비트를 통해 24비트 샘플을 전송할 수 있지만, 모든 장비가 이를 지원하는 것은 아니며 이러한 추가 비트는 무시될 수 있다.

20비트 미만의 샘플 정확도를 가진 소스를 전송하려면 불필요한 비트는 0으로 설정되고, 4:1-3비트(샘플 길이)는 그에 따라 설정된다.

 IEC 61937 캡슐화 
IEC 61937은 S/PDIF를 통해 압축된 다중 채널 데이터를 전송하는 방법을 정의한다.Digitalton - Schnittstelle für nichtlinear-PCM-codierte Audio-Bitströme unter Verwendung von IEC 60958 - Teil 1: Allgemeines (IEC 61937-1:2007 + A1:2011); Deutsche Fassung EN 61937-1:2007 + A1:2011

 제어 워드 비트 0:1은 비선형 PCM 데이터의 존재를 나타내기 위해 설정된다.
 샘플 레이트는 필요한 심볼(데이터) 레이트를 유지하기 위해 설정된다. 심볼 레이트는 일반적으로 샘플 레이트의 64배이다.
 데이터는 블록으로 패킹된다. 각 데이터 블록에는 IEC 61937 프리앰블이 주어지며, 두 개의 16비트 동기 워드를 포함하고 캡슐화된 데이터의 상태 및 ID(유형, 유효성, 비트 스트림 번호, 길이)를 나타낸다. 타이밍에 따라 필요한 전체 블록 크기를 맞추기 위해 패딩이 추가된다.

IEC 61937을 통해 사용 가능한 인코딩으로는 돌비 AC-3/E-AC-3, 돌비 트루HD, MP3, AAC, ATRAC, DTS, WMA Pro 등이 있다.

 제약 
수신기는 데이터 속도를 제어하지 않으므로 소스 클록과 동기화하여 비트 슬립을 방지해야 한다. 많은 S/PDIF 구현은 최종 신호를 소스 또는 상호 연결의 영향으로부터 완전히 분리할 수 없다. 특히, 수신을 동기화하는 데 사용되는 클록 복구 프로세스는 지터를 발생시킬 수 있다.Giorgio Pozzoli. "DIGITabilis: crash course on digital audio interfaces" tnt-audio.com.Chris Dunn, Malcolm J. Hawksford. "Is the AES/EBU/SPDIF Digital Audio Interface Flawed?" AES Convention 93, paper 3360. DAC가 안정적인 클록 레퍼런스를 가지고 있지 않으면 결과 아날로그 신호에 노이즈가 유입된다. 그러나 수신기는 이러한 영향을 제한하는 다양한 전략을 구현할 수 있다. AES Convention 121, paper 6948

 같이 보기 
 I²S

 각주 

 내용주

 외부 링크 

  S/PDIF at Epanorama.net
  More about channel data bits
  Interfacing AES3 and S/PDIF

분류:전기 연결 단자
분류:IEC 60958
분류:컴퓨터 하드웨어 표준