Para las arquitecturas de audio modernas las interfaces digitales juegan un papel importante, su actual geometrÃa más fina y su empotramiento en la misma pieza de Silicio hacen que el diseño del sistema en general no sea del todo fácil.
(ElectronicosOnline.com Magazine / Oswaldo Barajas)
El diseñar circuitos integrados se ha vuelto en una tarea que además de compleja, resulta costosa en términos de integración debido a que todo está montado en el mismo trozo de silicio. Para los sistemas de audio las interfaces digitales son esenciales, pero a su vez éstas no deberÃan representar una carga adicional en sentido financiero para los desarrolladores ya que el diseño de estos sistemas involucra el uso de herramientas y componentes que a la fecha han dejado de ser poco costo-efectivos.
Con una geometrÃa más fina, el diseño de las arquitecturas se ha hecho más complicado y más costoso en términos de integración electrónica ya que envuelve el uso de circuitos analógicos de alto rendimiento y circuitos digitales de alta densidad en una sola pieza de Silicio.
Las arquitecturas para sistemas de audio están colocando componentes analógicos de una cadena de señales de audio, los transductores de entrada y de salida, asà como otras conexiones inherentes entre un componente y otro mediante un concepto digital.
En el caso de que el diseñador utilice procesadores de señales digitales (DSPs) éstos siempre han tenido conexiones digitales pero ahora las interfaces digitales están siendo incluidas en los mismos transductores y otros componentes como amplificadores que usualmente han tenido solamente interfaces analógicas.
Para ejemplificar esta modalidad en el argot del ingeniero desarrollador, hacemos uso de un sistema tradicional de señal de audio en cadena que podrÃa contener conexiones de señales analógicas entre micrófonos, pre-amplificadores, ADCs, DACs, amplificadores de salida y bocinas: tal y como se muestra en la siguiente ilustración:
En esta figura se muestra una cadena de señal común, en la que a menudo los ingenieros integran convertidores ADCs o DACs, además de moduladores en los transductores en terminales opuestas de la cadena de señal, lo cual elimina la necesidad de redireccionar las señales de audio analógicas en la tarjeta de circuito impreso (PCB), y al mismo tiempo reduce el número de dispositivos en la cadena de señal.
A comparación de la primera figura, en la segunda se ilustra una cadena digital completa de señales ya con las adecuaciones técnicas implementadas para su óptimo desempeño.
Cabe mencionar que existen diversos estándares industriales para la transmisión de datos en formato digital, y estos estándares hacen posible su transferencia de un lugar a otro, pero algunos protocolos tales como el I2C, TDM y PDM, por mencionar algunos son tradicionalmente utilizados para las comunicaciones inter-IC en la misma tarjeta de cómputo.
En cambio otros formatos como el S/PDIF y el reconocido Ethernet AVB son utilizados para las conexiones de datos desde una PCB a otro destino cableado.
Cada formato con que trabaje el ingeniero desarrollador tiene ventajas, desventajas y se diferencian muchos entre sÃ, y en caso de que se trabaje con inter- tarjetas y formatos digitales de audio. Al elegir componentes de audio con interfaces digitales incompatibles automáticamente se complica el diseño del sistema y al entender los pros y contras de las diferentes interfaces antes de seleccionar los componentes que habrán de integrar el propio sistema, se ahorran muchos conflictos sobre todo en términos de inversión de tiempo y dinero.
Uno de los formatos más utilizados para transferir datos de audio entre circuitos integrados (ICs) es el denominado Inter-IC Sound, también llamado I-Squared-S ó I-two-S, finalmente nombrada por la comunidad global como I2C. Esta interface lanzada a la industria en 1996 por Philips-NXP Semiconductor, resultó ser la primera herramienta que ofrecÃa excelentes recursos para los diseñadores y fabricantes de sistemas reproductores de discos compactos y su dispersión hacia otros campos de la industria ha sido enrome, a tal grado que ahora se encuentran en muchos sistemas, principalmente en el desarrollo de interfaces de infoentretenimiento para la industria automotriz.
Otro de los formatos es el denominado I2S, el cual se sirve de 3 lÃneas de señales para la transferencia de datos asignados para el ‘clocking’ o reloj, ‘bit-clock’ y la lÃnea de datos. Los dos primeros elementos pueden ser generados la recepción o la transmisión en ICs, o bien en con un circuito maestro. Según se muestra en la siguiente ilustración:
Aunque resulta un tanto discordante, algunos circuitos integrados soportan solamente interfaces I2S con un máximo de 32 o 48 bits por cada cuadro de audio. Por ejemplo, uno de los cuidados que aquà debe tener el ingeniero desarrollador es asegurarse él mismo que los dispositivos receptores de tal sistema con sus respectivas conexiones tienen la capacidad de soportar esos niveles de bits.
Entre las interfaces digitales con más promesa en la industria electrónica en general se encuentran aquellas que no más de dos décadas fueron liberadas a la industria, como el I2C y el I2S, formatos que sin lugar a dudas ayudan a los ingenieros desarrolladores de sistemas de audio a elevar el rendimiento de sus proyectos.
