A2DP 기초부터 CRY578를 활용한 Bluetooth 오디오 테스트까지

A2DP(Advanced Audio Distribution Profile)는 고품질 오디오 스트리밍을 위한 핵심 클래식 Bluetooth 프로파일입니다. 이 글에서는 A2DP가 음악을 전송하는 방식과 Bluetooth 프로토콜 스택에서의 위치를 개괄적으로 설명하고, CRY578 Bluetooth LE 오디오 인터페이스를 활용한 실용적인 A2DP 테스트 워크플로를 소개합니다.

A2DP는 어떻게 음악을 전송할까?

A2DP는 고품질 오디오 스트림을 단방향으로 전송하기 위한 클래식 Bluetooth의 핵심 프로파일입니다. 주로 오디오 소스와 오디오 싱크라는 두 가지 역할을 정의합니다.

A2DP와 Bluetooth 프로토콜 스택

A2DP를 한 장치에서 다른 장치로 음악을 "배송"하는 고속 물류 채널로 생각하면, 위 다이어그램은 오디오가 생성되는 순간부터 무선으로 전송되기까지의 책임 분담을 보여 줍니다.

스택 맨 위의 애플리케이션 / 오디오 소스(또는 오디오 싱크) 계층은 "콘텐츠 공장"이자 "플레이어" 역할을 합니다.

송신 측에서는 시스템으로부터 PCM 오디오 데이터를 받아 SBC나 AAC와 같은 Bluetooth 지원 포맷으로 인코딩합니다. 수신 측에서는 비트스트림을 다시 디코딩하여 재생용 오디오로 복원합니다. 이 계층은 사용자가 가장 직관적으로 체감하는 오디오 품질, 즉 원자재와 완제품의 품질에 직접적인 영향을 줍니다.

그 아래에는 "협력 합의서" 역할을 하는 A2DP 프로파일 계층이 있습니다. 이 계층은 어떤 장치가 소스로, 어떤 장치가 싱크로 동작하는지와 함께 지원 코덱, 샘플링 레이트 및 기타 파라미터를 정의합니다. 프로파일 자체가 오디오 데이터를 실어 나르지는 않으며, 대신 스트리밍을 시작하기 전에 양측이 "어떤 포맷을 사용해 어떻게 전송할지"에 합의하도록 보장합니다.

그 아래 계층은 "전송 및 스케줄링 관제 센터" 역할을 하는 AVDTP입니다. AVDTP는 오디오 스트림을 설정하고 관리하는 역할을 담당합니다. 사용자의 재생, 일시정지, 정지와 같은 동작을 명시적인 프로토콜 절차로 변환하고, 인코딩된 오디오 데이터를 미디어 채널을 통해 전송합니다. 실제 A2DP가 얼마나 매끄럽게 동작하는지는 상당 부분 이 계층에 달려 있습니다.

AVDTP 아래에는 표준화된 "컨테이너식 전송 시스템" 역할을 하는 L2CAP 계층이 있습니다. 여기서는 오디오 데이터와 제어 정보가 분할, 캡슐화, 재조립, 다중화됩니다. 그 후 이 데이터들은 하위 계층으로 질서 있게 전달되어, 단일 Bluetooth 링크에서 안정적이고 신뢰할 수 있는 전송이 이루어지도록 합니다.

맨 아래의 LMP, 베이스밴드, RF 계층은 시스템의 "도로, 차량, 무선 인프라"를 형성합니다. 이들은 장치 페어링, 링크 관리, 실제 무선 전송을 처리하면서 상위 계층의 모든 데이터를 Bluetooth 무선 인터페이스 상의 비트스트림으로 변환합니다.

위에서 아래로 보면 A2DP 프로토콜 스택에는 명확한 하향 흐름이 있습니다. 상위 계층은 오디오 콘텐츠 자체에 집중하고, 하위 계층은 무선 데이터 전달을 담당합니다. 이와 같은 엄격한 역할 분담 덕분에 우리는 Bluetooth 헤드폰으로 안정적이고 끊김 없는 음악 재생을 즐길 수 있습니다.

CRY578로 A2DP 기능을 어떻게 테스트할까?

CRY578 Bluetooth LE 오디오 인터페이스는 Bluetooth 오디오 및 사용자 인터페이스 테스트를 위해 CRYSOUND가 새롭게 선보인 전용 테스트 인터페이스입니다. Bluetooth v5.4를 기반으로 하는 CRY578은 클래식 Bluetooth와 Bluetooth 저에너지 오디오를 동시에 지원하여 R&D 실험실과 양산 라인 테스트 모두에 적합합니다.

A2DP 테스트 환경 구축

CRYSOUND는 A2DP 테스트를 지원하기 위해 하드웨어와 소프트웨어를 모두 포함한 완전한 Bluetooth 오디오 테스트 솔루션을 제공합니다.

CRYSOUND Bluetooth 오디오 테스트 시스템의 구성 요소는 다음과 같습니다:

• CRY578은 Bluetooth 소스 역할을 하며, 장치 검색, 연결 설정, 오디오 전송을 담당합니다.
• DUT (Device Under Test)는 Bluetooth 싱크 역할을 하며, 오디오 스트림을 수신·디코딩·재생합니다.
• B&K HATS는 사람의 음향 특성을 모사하여 오디오 신호를 수집하고, 이를 취득 시스템을 위한 아날로그 신호로 변환합니다.
• SonoDAQ + OpenTest(https://opentest.com)는 데이터 취득 및 분석을 수행하여, 테스트 결과를 기반으로 DUT의 성능을 평가합니다.

이 구성에서 CRY578은 PC 소프트웨어(Bluetooth LE Audio Interface) 또는 시리얼 명령을 통해 제어할 수 있으며, 주변 Bluetooth 장치를 스캔하고 연결을 설정합니다. 스윕, 노이즈, 왜곡 신호와 같은 표준 테스트 신호는 PC에서 재생됩니다. DUT에서 출력된 음향 신호는 OpenTest에 의해 캡처 및 분석되어 주파수 응답, 왜곡, 신호 대 잡음비 등의 성능 지표를 평가합니다. CRY578은 AAC, LDAC와 같은 고음질 코덱으로의 전환과 여러 샘플링 레이트도 지원하여, 포괄적인 테스트를 수행할 수 있습니다.

A2DP 테스트 절차

• Bluetooth 연결 설정

테스트 초기에 CRY578(A2DP 소스 역할)과 DUT(A2DP 싱크 역할) 사이에 Bluetooth 연결을 설정해야 합니다.

연결 과정에는 장치 검색 및 페어링, ACL 링크 설정, A2DP 프로파일 구성, 코덱 기능 협상이 포함됩니다.

• 호스트 PC에서 테스트 신호 생성

OpenTest 또는 SonoLab과 같은 오디오 테스트 소프트웨어가 단일 톤 사인파나 스윕과 같은 표준 신호를 생성합니다. 이 신호들은 USB 오디오 클래스(UAC) 링크를 통해 PCM 데이터로 CRY578에 전송됩니다.

• CRY578에 의한 Bluetooth 오디오 전송

연속 PCM 오디오 스트림은 먼저 고정 크기 프레임으로 분할되고, 이후 인코더(예: SBC나 AAC)에 전달되어 압축된 인코딩 프레임을 생성합니다. 이 프레임들은 A2DP 규격에 따라 AVDTP 미디어 PDU로 캡슐화됩니다. 이 PDU들은 L2CAP에 의해 분할·다중화되어 HCI 인터페이스를 통해 Bluetooth 컨트롤러로 전달되고, 베이스밴드 계층에서 ACL 패킷으로 패키징된 뒤 Bluetooth RF 링크를 통해 최종적으로 전송됩니다.

• DUT에 의한 디코딩 및 재생

DUT는 CRY578 전송 체인의 역과정을 수행합니다. Bluetooth 패킷은 다시 PCM 데이터로 디코딩된 후 DAC에서 아날로그 신호로 변환되어 스피커를 통해 출력됩니다.

• B&K HATS를 이용한 음향 캡처

B&K HATS에 내장된 고정밀 마이크는 DUT에서 발생한 소리를 포착하여 아날로그 신호로 변환합니다.

• SonoDAQ + OpenTest를 이용한 데이터 처리 및 분석

SonoDAQ는 아날로그 신호를 디지털화하여 OpenTest로 전송합니다. 이후 OpenTest는 내부 알고리즘을 적용해 오디오 데이터를 분석하고, 주파수 응답 및 왜곡 측정값과 같은 결과를 생성합니다. 이러한 결과를 바탕으로 DUT가 성능 요구사항을 충족하는지 판단합니다.

테스트에서 Bluetooth 프로토콜 분석기의 가치

테스트 과정에서 오디오 데이터는 여러 차례 디지털-아날로그 변환, RF 전송, 음향-전기 변환 단계를 거칩니다. 어느 단계에서든 문제가 발생하면 최종 테스트 결과에 영향을 줄 수 있습니다. 아날로그 및 디지털 신호 경로상의 문제가 모두 배제된 후에는, 원인이 Bluetooth RF 전송에 있는 경우가 흔합니다. 이러한 경우 Bluetooth 프로토콜 분석기는 문제의 정확한 지점을 찾아내는 데 효과적인 도구가 됩니다.

Bluetooth 오디오 테스트에 관심이 있다면, 자세한 내용을 알아보기 위해 CRY578 Bluetooth LE 오디오 인터페이스 페이지를 방문하시거나, 아래의 Get in touch 양식을 작성해 주시면 곧 연락드리겠습니다.