11-音频（DMA、IIS、UDA1341）录音和播放

音频（DMA、IIS、UDA1341）录音和播放

其中：SPI线：数据线，时钟线和片选线。

内容：IIS控制模块、DMA搬运数据、中断、音频编解码芯片

DMA特点：搬运数据 速度快，顺畅。

DMA部分：

1：DMA：有四个通道，每个通道有7个请求源

 

我们这边是用channel-1用来录音，channel-2用来播放

※IISSDO与IISSDI不要同时用一个通道，不然很费时。

 

2：FSM有限状态机：整个DMA可以看做一个FSM，每个通道也可以看作一个FSM。每个FSM包含一个SUB-FSM。

FSM：整体控制

SUB-FSM：数据的搬运

 

3：三种状态：

 

4：原子操作：不能被打断的操作，（读或写操作）；

 

5：两种服务模式

① 整服务模式特点： 子状态机一直在重复操作CURR-TC一直在递减，当CURR-TC为 0，    就清除ACK；

② 单服务模式特点：子状态机的操作只做一次，就会清除ACK；

 

※共同特点：当CURR-TC变为0时，会产生中断

  不同特点：单服务模式：搬运一次查询一次

整服务模式：一次性搬完

 

6：DMA模式：单服务模式、单服务握手、整服务握手

查询模式：当读写完时，ACK就变为无效，它就会去查询REQ，

若REQ是低电平，表示还要继续读写数据

若REQ为高电平，就一直等待，等REQ变为低电平

握手模式：当握手模式下完成读写操作时，ACK变为高电平，REQ触发通知REQ读写操作完成，可继续下次操作，接着REQ就触发下一次的ACK。

 

7：传输的大小：  unit    vs    burst4

配置时要考虑实际情况,考虑缓存大小是其中一种。

 

8：数据流向

录音数据流向：

①  vinl 或者vinr 进入编解码芯片

② 在编解码芯片中经模数转换（ADC）后，通过DATAO脚输入CPU中（IIS模块）

③ IIS中，由SD进来，通过SFTR（移位寄存器）------ >RxFIFO

④ 通过DMA将RxFIFO存入内存中

播放音乐数据流向：

① 通过DMA将内存中的数据搬至TxFIFO中-àSFTR-àSD

② 有DATAI进入编解码芯片--à数模装换 （DAC）------àVoutL /VoutR

 

9：管脚配置

CDCLK：编码时钟 L3MODE:低电平表示传输一个地址

IISSCLK：音频数据信号同步时钟  高电平表示传输的是数据

IISLRCK：左右声道时钟 L3DATA：双向

IISSDI：串行数据输入 L3CLOCK：同步时钟，都是主--à从

IISSDO：串行数据输出

 

10：SCLK：串行时钟，与音频数据同步

LRCK：左右声道时钟，半周期为左，半周期为右

※ LRCK  :  SCLK  =  1  :  16

 

11：数据传输模式：IIS-bus Format  与 MSB-justified Format

IIS-bus Format 好处：有一个空白周期作准备，保证数据部丢失（高位重要）；

 

12：左右声道的频率其实就是采样率，采样率越高，声音还原就越逼真。

采样率：一秒钟内对声音信号的采样次数。

 

13：系统时钟：采样一次（左右声道各完成一次），芯片工作的时钟。

芯片工作频率  =  采样率 * 系统时钟  (如 44.1KHZ *  256 =  11.289

 

14；外部设备寄存器的配置：

① 都是通过协议来配置

② 通过协议来配置的，首先要先传地址过来

 

音频编解码芯片（UDA1341）

1：UDA1341 地址：000101 + 接下来的数据类型（bit 0 或者 bit 1）

地址发送： L3MODE低电平   +   8个脉冲

 

2：只有未经过压缩的才能转换

 

3：音乐播放停止，将buffer关掉因为耗电

 

      一、DMA

补充：音频的数据在内存。即从内存搬运到IIS内存模块，所以要告诉DMA源地址和目的地址。而且要知道内存指针的增长的还是固定的，这是源地址的特点。目的地址也一样，是往上增长还是固定的。而且到底每次要搬运多少个单元，每个单元的大小(多少个字节为一个单元)。要搬多少次才算搬完，工作量嘛。是每次搬运完请求一次(单服务模式)，还是全部搬运完请求一次(整服务模式)即服务模式。是有请求就搬运还是要等有应答才搬运，即搬运模式：查询模式还是握手模式

 

录音实现原理：声音由MIC2输入，变为左右声道，另一个麦没有接。然后到编解码芯片内部（UDA1341），经过PGA,增益放大，经过模数转换(ADC)，再请过一些处理（滤波等），然后从DATAO出去。然后对应的是I2SSDI/I2SSDO--这个I和O是对CPU来说的。然后到达CPU那边。即对应的是接SD(有两根线)线进去。然后经过移位寄存器(说明是串行的)SFTR，然后到RXFIFO的接收BUFFER。我们只要从RxFIFO读出数据就行了。

播放音乐实现原理：数据原来在内存中，然后DMA直接搬运到TXFIFO就行了。再经过移位寄存器SFTR，再串行输出由SD(两根线).。再到达DATAI，进入编解码芯片，再经过一些处理，再经过数模转换DAC，在输出去。

 

 

 

1.宏定义的时候0x2写成0x10那边错了，搞了很久，下不为例

2.DMA总共四个通道(这边是公用DMA)：DMA2用于播放--I2SSDO(源：系统； 目：外围)，DMA1---I2SSDI用于录音(源：外围，目：系统)。----主要看在系统总线上还是外围总线。--注，不要播放和录音用同一个请求源。我们这边播放也可以用CH-O，DMA0

附：每个通道有七个请求源,其中：I2SSDI和I2SSDO；

3，DMA，用于从内存搬运数据到IIS模块的buffer的往返，记住，内存地址可以增长，但是buffer是固定

FSM:有限状态机--DMA就是用这个来工作的。但是：内部还包含子状态机(sub-FSM),两者有分工：FSM负责整体控制(就是一次搬运多少等)，sub-FSM负责搬运数据。

其主要分三种状态：

状态一：等待。DMA ACK和INT REQ为0，但是其是高电平，只是无效状态而已，注意。

状态二：DMA ACK变为1，此时搬运的次数会加载到counter里面。(即从DCON[9:0]--->CURR_TC).--有接收到请求：REQ变为低电平。延时两个周期，DMA的ACK有应答。再经过三个周期，就开始读写信号。

状态三：原子操作（这边称读写不能被打断），子状态机负责读写数据，即从源-->目。整服务：读写读写，直到counter为0，再清掉ACK；单服务：当counter变为0，有个中断标志改变，ACK也会清掉(ack每次原子操作都会有一次有效无效)。共同点：当counter变为0了，就会产生一个中断。

查询模式：

DMA每搬运一次数据(每读写一次完)后,ACK变为高电平，然后马上查询REQ信号是高电平还是低电平，如果REQ是低电平，则继续下一次搬运操作，如果是高电平的话，进入等待。等待REQ进入低电平，才进入下一次操作。

握手模式：

当REQ信号变为低电平，则延时两个时钟周期，然后ACK变为低电平，则进入读写，此时REQ的信号变为高电平。当一次读写操作完后，ACK变为高电平，然后马上告诉REQ信号说已经搬运完，并触发REQ为低电平。然后REQ在触发ACK信号。两者相互交互。直到counter为0。

传输速度：burst4(4个字节)和一个字节。要考虑内存(无所谓)或者是IIS的BUFFER(32位)--所以不能超过，比如：如果一次4个字节，每次搬运两个单元。则不行。

4.DMA2。源地址，内存，目的地址,buffer

5.DMA1.源地址，buffer,目的地址，内存1,是公用的DMA，（4个通道。）三种工作状态1-3.

IISSDI==(录音，通道1)IISSDO（播放，可用通道0和通道2，我们这边用通道2）

6.单服务：三个主FSM有限状态机都执行完，停在状态一,CURR_TC减一

7全（整体）服务:三个主FSM有限状态机都执行完，停在状态三，直到CURR_TC 减为0.

8.当全服务CURR_TC变为0或者单服务完成原子操作，将清除DMAACK;

  当CURR_TC变为0时，发出INTREQ,与哪种服务模式无关；

9.FSM是控制，真正工作的是SUB-FSM;传输大小：请求/应答协议：单服务查询、 当服务握手、全服务握手模式；

10.unit，burst4；一个字节和四个 字节（连续4次进行读读读读写写写写）；

查询模式：REQ发出请求信号，延时至少2XSCLK,产生ACK，至少再延时三个XSCLK，才进行读写操作。读完后，ACK置一，查询此时的REQ为高或低，若为低，则ACK变低,延时三个XSCLK后，再进行读写，如此反复，知道查询到REQ为高。则停止。

单元传输大小服务握手的单服务：REQ发出请求信号，延时至少2XSCLK,产生ACK，差不多延时两个时钟信号，触发REQ为高，之后进行读写操作后，ACK变（与下区别从这）高，触发REQ为低。REQ为低，经过两个时钟周期，又触发ACK为低，如此反复。

单元传输大小服务握手的全服务：：REQ发出请求信号，延时至少2XSCLK,产生ACK，差不多延时两个时钟信号，触发REQ为高，之后进行读写操作后，然后延时2个周期，再读写，再延时两个周期再读写。直到读完，ACK为高。

11.rDISRC2 = (U32)voicebuf=31000000源地址内存地址，可以增长。rDISRCC2 =  0x0;//  源在ＡＨＢ系统总线上(0)，

12.rDIDST2 = (U32)IISFIFO;//目的地址==buffer。内存地址增加(0)，buffer不能增加

rDIDSTC2 = (0x0<<2) |(0x1<<1) |(0x1<<0);

13.DCON2=((U32)0x1<<31) |(0x0<<30) |(0x1<<29) |(0x0<<28) |(0x0<<27)|(0x0<<24) | (0x1<<23) |(0x1<<22) |(0x1<<20) |(bytes/2) ;

 bytes=DSZ*TSZ(1或4单)*TC=(2*1*TC),若要重载的时候，即播完以后重复，要把 DMA2和IIS_STOP关掉。

14.清中断rDMASKTRIG1 |= (0x1<<1);//START DMA1,open channel 1【DMA开关】

remain_bytes = rDSTAT2;读取剩余几个字节

curr_addr = rDCSRC2;读取当前的地址；

同理录音；

二、IIS(音频)----音乐的播放和录音整个模块都是挂在外部总线上PCLK。。

Ud1341编解码芯片的时钟SYSCLI由CDCLK提供。两个buffer，发送和接收(IISFIFO)，但是是同一个地址。录音的时候：源地址；播放：目的地址。

 

DMA传输的时候是有一个标准flag作标志的。

IIS的采样率一般是44.1KHZ音质会比较好。

编解码时钟 = 左右声道频率(44.1KHZ)*系统时钟(256或者384) -------32bit(z左16右16bit).

串行时钟：系统时钟/32位(也有16位)

 

 

1.通过I2SSDI和I2SSDO串行数据的输入输出，可以找到GPECON=((0x2<<8)  |(0x2<<6) | (0x2<<4) |(0x2<<2) |(0x2<<0) );看原理图再找到对应的 GPB=((0x1<<8) |(0x1<<6) |(0x1<<4) );输出功能；rGPBDAT |= (0x1<<4)  |(0x1<<3) |(0x1<<2) ;。（4跟线：I2SLRCK,左右声道时钟，I2SSCLK音频串行 时钟）；

2.5位预分频器，一个用于IIS总线接口的主时钟发生器，另一个用于外部 CODEC（UDA1341）的时钟发生器,两者一样。要相等。

3.64字节发送，接受FIFO，发送，数据写到TxFIFO ,接受，从RxFIFO读取数据。

4.采用MSB左对齐，高位先发。

5.左右声道的频率=采样率44.1KHZ，即左声道44.1KHZ,右声道也是44.1KHZ；

6.系统时钟256，或384.所以编解码的频率为44.1*256=11.2896，或者44.1*384=16.9344；

7.set_IIS_for_play；rIISCON= (0x1<<8) |(0x1<<5)|(0x0<<4) |(0x0<<3) |(0x1<<2) |(0x1<<1);bit【0】为IIS开关；先关后开注意：当接收的时候，发送关闭，当发送的时候，接收关闭，节能。

8.rIISMOD==(0x0<<9) |(0x0<<8) | (0x2<<6) |(0x0<<4) | (0x1<<3) |(0x1<<2) |(0x1<<0) ;采用IIS总线格式。有延时一个位，安全

9.预分频器A=B,也就是SCLDG=CDCLK,pclk=50M,CDCLK=16.9344M,N+1 = 50/16.9344=3，rIISPSR |=(2<<5 )|2;N=2；

10.Riisfcon=(0x1<<15) |(0x0<<14) |(0x1<<13) |(0x0<<12);同理录音

三、UDA1341（固定地址0001 01--）后两位是接下来的数据类型。

1.后两位分别是：三种状态:00DATA0、01DATA1、10STATUS;11暂时没用到

2.先发地址再发数据，发一个地址后可以发好几个数据，照着手册 UDA1341TS_4第十二页，写地址，第十三页写数据；

3.传地址和传数据安装时序图写。记住开头不一样。地址前面可省，发送数据的话，前面那个时序图要写。

4.记住：发送数据时，前面的Tstp(L3)和后面Tstp(L3）都要写；具体延时看第 二十六页。

5.for(j=0; j<100; j++);// th(L3)a>190ns====1*10^9/(400*10^6(M))*3（三条汇编语言）*100=750ns

for(i=0; i<8; i++)

{

if(ADDR&0x1)//bit[0]first//这里是大概，详细请看代码

L3_CLOCK_L;

L3_DATA_H;

for(j=0; j<100; j++);//半个周期tclk(L3)L>250ns

L3_CLOCK_H;

for(j=0; j<100; j++);//半个周期tclk(L3)H>250ns

ADDR>>=1;}

 

6.发数据。类似；

7.注：void set_L3_data(U8 ADDR,U8* pdata,U32 size)//因为数组名作为参 数传递的时候，当做指针，无法知道大小，所以要写一个数据大小。

8.DATA0(00-01-10-11)1其中1：110和111为扩展地址，我们发送扩展地 址时（其实也是数据），先发送地址，11000 EA2,EA1，EA0;之后发数据， 111 ED4-ED0为数据；

9. MM = mixer mode , input channel 2 select因为我们是用channel 2；是看 你的麦克风接的通道，而不是DMA通道

 

eg：

 if(mode == IISRECORD)

{

 /*//声音调节(VC5:VC0)

 bit[7:6]  00(声音控制)01(bass  boost(4bit),treble(2bit))10(PP,DE(de-emphasis 2bit),MT(哑音),M(mode  switch 2bit))

 bit[5:0] 0000 0,  VC5~VC0 , set Volume = 0 */

redata[i++] = 0x0;    

 /*

 bit[7:3]   1100 0 (extended address 3bit )

 bit[2:0]  010,  用来调节MS and MM(话筒的输入(单个活着 双个))*/

redata[i++] = 0xc2;

 /*

 bit[7:5]  111 (固定(发送扩展地址的数据))

 bit[4:2]  011,  MS = MIC sensitivity(麦的敏感度调节3bit) +9

 bit[1:0]  10,   MM = mixer mode , input channel 2 select因为我 们是用channel 2*/

redata[i++] = (0x7<<5) |(0x4<<2) |(0x2<<0) ;

 set_L3_data((U8)UDA1341DATA0, redata,i);

}

10、L3是一种协议，音频芯片UDA1341,也要进行寄存器配置

11、发送与三星的LCD屏一样，要先发送地址，再发送数据。

12.发送data0，有扩展地址， 如果要录音，这个要配置