基于DDK的TLV320AIC23型編解碼器的驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)

1 引言

tlv320aic23是ti公司推出的一款高性能立體聲音頻編解碼器，內(nèi)置耳機(jī)輸出放大器，支持mic和line in二選一的輸入方式，輸入和輸出都具有可編程的增益調(diào)節(jié)功能。tlv320aic23的模/數(shù)轉(zhuǎn)換器（adc）和數(shù)/模轉(zhuǎn)換器（dac）集成在芯片內(nèi)部，采用先進(jìn)的σ－δ過(guò)采樣技術(shù)，可以在8khz至96khz的采樣率下提供16bit、20bit、24bit和32bit的采樣數(shù)據(jù)。adc和dac的輸出信噪比分別可達(dá)90db和100db。同時(shí)，tlv320aic23還具有很低的功耗（回放模式為23mw，節(jié)電模式為15μw）。上述優(yōu)點(diǎn)使得tlv320aic23成為一款非常理想的音頻編解碼器，與ti的dsp系列相配合更是相得益彰。

dsp/bios driver developer’s kit（ddk）是ti為簡(jiǎn)化驅(qū)動(dòng)程序開(kāi)發(fā)為tms320系列dsp及其evm板等提供的驅(qū)動(dòng)程序開(kāi)發(fā)套件。該套件為tms320系列各種外圍器件提供完整的標(biāo)準(zhǔn)化驅(qū)動(dòng)程序模型，使得驅(qū)動(dòng)程序可以很方便地移植到其他應(yīng)用中，大大提高驅(qū)動(dòng)程序開(kāi)發(fā)的效率。ddk是對(duì)每種tms320系列dsp都提供的芯片支持庫(kù)（clip support library－csl）的補(bǔ)充，csl提供對(duì)外圍器件寄存器配置及初始化等的低級(jí)控制，ddk完全通過(guò)csl對(duì)外圍器件進(jìn)行控制。簡(jiǎn)單的說(shuō)，ddk建立在csl上層，所以用ddk來(lái)開(kāi)發(fā)驅(qū)動(dòng)程序?qū)⒏鼮榭旖萸铱梢浦残愿谩?

ddk為開(kāi)發(fā)驅(qū)動(dòng)程序定義了標(biāo)準(zhǔn)模型和一系列的api。為簡(jiǎn)化程序設(shè)計(jì)，標(biāo)準(zhǔn)模型又被分為二個(gè)層次，其中高層稱(chēng)為class driver，低層稱(chēng)為mini－driver。class driver與器件相對(duì)獨(dú)立，完成諸如緩沖區(qū)管理和請(qǐng)求同步等功能，同時(shí)扮演著與api和mini－driver二者接口的角色。mini－driver完成特定的器件初始化和控制功能，它符合iom（i/o mini－driver）的接口標(biāo)準(zhǔn)。ddk的這種分層結(jié)構(gòu)使得驅(qū)動(dòng)開(kāi)發(fā)人員僅需了解單一的mini－driver api就可以完成整體外圍器件的驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)，而且這一過(guò)程比設(shè)計(jì)整個(gè)驅(qū)動(dòng)程序要簡(jiǎn)單得多，因?yàn)閏lass driver控制了緩沖區(qū)管理和同步等。ddk提供3種class driver，分別為sio/dio、pip/pio和gio，它們都可以和任何mini－driver結(jié)合使用。

2 tlv320aic23的驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)基礎(chǔ)

ddk的標(biāo)準(zhǔn)模型結(jié)構(gòu)如圖1所示，高層的應(yīng)用和低層驅(qū)動(dòng)相互沒(méi)有直接的關(guān)聯(lián)，開(kāi)發(fā)中只需通過(guò)class driver控制mini－driver。

下面以dm642 evm板為例，說(shuō)明基于ddk的tlv320aic23的驅(qū)動(dòng)程序設(shè)計(jì)方法。

首先，需要使用配置工具建立驅(qū)動(dòng)程序的入口。在dsp/bios config下的cdb文件中，依次選擇input/output→device drivers→user→defined drivers，在這些例程中一般已經(jīng)添加了udevcodec，如果需要的話，用戶可以自行添加或編輯。右鍵單擊選擇properties選項(xiàng)來(lái)編輯其屬性，其屬性應(yīng)設(shè)置如下：

正確配置驅(qū)動(dòng)程序入口后，就要按照需要設(shè)置相關(guān)的參數(shù)，下面具體討論tlv320aic23參數(shù)的設(shè)置。

tlv320aic23的參數(shù)結(jié)構(gòu)體原型如下：

typedef struct

在一般應(yīng)用中，上述結(jié)構(gòu)體的大多數(shù)參數(shù)無(wú)需更改，需要修改的主要是aic23config，他是tlv320aic23控制寄存器值，需要通過(guò)它來(lái)控制tlv320aic23的工作模式、輸入輸出選擇、采樣率等重要參數(shù)。

除了復(fù)位寄存器外，tlv320aic23共有9個(gè)控制寄存器，每個(gè)寄存器控制字長(zhǎng)為9bit，地址位為7bit，共有16bit。地址位為高7位而控制字在低9位。具體如下：

register 0：左聲道輸入音量控制，缺省值為0x0017

register 1：右聲道輸入音量控制，缺省值為0x0017

register 2：左聲道輸入音量控制，缺省值為0x01f9

register 3：右聲道輸入音量控制，缺省值為0x01f9

register 4：模擬音頻通道設(shè)置，缺省值為0x0011

register 5：數(shù)字音頻通道設(shè)置，缺省值為0x0000

register 6：節(jié)電模式控制，缺省值為0x0000

register 7：數(shù)字音頻接口格式控制，缺省值為0x0043

register 8：采樣率控制，缺省為48khz，對(duì)dm642 evm板，缺省值為0x0002

register 9：數(shù)字音頻接口激活開(kāi)關(guān)，缺省值為0x0001

通常情況下需要修改的寄存器包括4號(hào)和8號(hào)寄存器，即選擇是mic輸入還是由line in輸入和根據(jù)需要選擇采樣率。這2個(gè)寄存器的詳細(xì)配置如下：

4號(hào)寄存器配置見(jiàn)表1，其中，d2位insel（input select for adc）是輸入選擇，“0”為line in；“1”為mic。d1位micm（microphone mute）是mic靜音開(kāi)關(guān)，為“1”表示靜音。d0位micb（microphone boost）如設(shè)置為“1”將為mic輸入提供20db的增益。

8號(hào)寄存器配置見(jiàn)表2，其中，采樣率控制位為d5－d2的sr[3：0]。對(duì)于dm642 evm板，設(shè)置方式見(jiàn)表3。

可見(jiàn)，需要通過(guò)4號(hào)寄存器的d2來(lái)選擇輸入，同時(shí)考慮d1和d0對(duì)mic的控制，采樣率的控制通過(guò)設(shè)置8寄存器的sr[3：0]來(lái)實(shí)現(xiàn)。

3 tlv320aic23的驅(qū)動(dòng)配置方法

很多初學(xué)者在運(yùn)行dm642 evm的echo或其他音頻例程時(shí)，最容易碰到的問(wèn)題是通過(guò)line in輸入時(shí)有輸出，而通過(guò)mic輸入時(shí)沒(méi)有輸出，更不要說(shuō)改變采樣率了，即使參考資料編輯aic23.h和emvdm642_edma_aic23.h修改default參數(shù)仍然無(wú)法解決。

出現(xiàn)這樣的問(wèn)題時(shí)，首先要了解tlv320aic23的模擬音頻輸入為mic和line in二選一的，其次要知道如何能夠正確配置tlv320aic23的參數(shù)使之滿足特定應(yīng)用的需要。如果仔細(xì)分析echo例程和其他音頻例程的話，可以發(fā)現(xiàn)只有在echo例程和中包含了aic23.h和emvdm642_edma_aic23.h 2個(gè)頭文件。其實(shí)在echo例程中，所包含的這2個(gè)頭文件和tlv320aic23的初始化語(yǔ)句實(shí)際并未使用。如果屏蔽掉對(duì)這2個(gè)頭文件的包含以及tlv320aic23的初始化語(yǔ)句，會(huì)發(fā)現(xiàn)編譯后仍然能夠正常運(yùn)行。實(shí)際上echo例程中tlv320aic23初始化語(yǔ)句只是提供了對(duì)tlv320aic23進(jìn)行配置的一種方法而并未直接使用，該方法在ddk包的emvdm642部分說(shuō)明文件中也已提及。

由于在echo例程中初始化驅(qū)動(dòng)程序入口和其他的音頻例程一樣使用了默認(rèn)參數(shù)，而默認(rèn)參數(shù)是通過(guò)調(diào)用ddk包中的evmdm642_edma_aic23.164庫(kù)獲得的，該庫(kù)不變則配置也不變，于是就會(huì)出現(xiàn)上述問(wèn)題。

在明確了以上原理后，通過(guò)實(shí)踐證明，本文提供的以下三種配置方法可以適應(yīng)各種應(yīng)用。

方法一

既然默認(rèn)參數(shù)是通過(guò)調(diào)用evmdem642_edma_aic23.164庫(kù)獲得的，那么自然可以通過(guò)修改該庫(kù)來(lái)達(dá)到修改參數(shù)的目的。ti提供的ddk包中包含了各種庫(kù)的源代碼，這使得修改庫(kù)文件成為可能。本文用到的庫(kù)生成工程是tiddksrcaudioevmdm642目錄下的evmdm642_edma_aic23_64.pjt，只需要打開(kāi)該工程，修改其中aic23.h及中的默認(rèn)參數(shù)，重新編譯就能生成新的庫(kù)文件地這樣，所有的音頻例程都會(huì)默認(rèn)按修改過(guò)的參數(shù)運(yùn)行。

這種方法合適tlv320aic23參數(shù)配置相對(duì)固定的應(yīng)用場(chǎng)合。配置完全通過(guò)調(diào)用evmdm642_edma_aic23.164庫(kù)初始化時(shí)進(jìn)行，不用在應(yīng)用工程文件中添加任何附加代碼，使得工程文件更簡(jiǎn)潔，可移植性更高。

方法二

自定義符合標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)evmdm642_edma_aic23_devparams的結(jié)構(gòu)體，例如：

然后將“_my params”作為device params ptr在指定入口指針時(shí)替代默認(rèn)的0x0。這就符合ti推薦的方法，在echo例程中的相關(guān)代碼也說(shuō)明了這種方法。

這種方法能夠適應(yīng)幾乎任何使用情況，初始化參數(shù)自定義非常明確，代碼易讀性較高，但是不建議像echo例程中那樣直接包含默認(rèn)參數(shù)的頭文件，最好參照該頭文件定義自己的結(jié)構(gòu)體。

方法三

通過(guò)仔細(xì)分析生成evmdm642_edma_aic23.164庫(kù)的源代碼，可以發(fā)現(xiàn)對(duì)tlv320aic23寄存器的設(shè)置是通過(guò)aic23_setparams（）函數(shù)來(lái)完成的，在大多數(shù)情況下，只要修改寄存器值而不必修改標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)evmdm642_edma_aic23_devparams結(jié)構(gòu)體中的其他變量，所以可以調(diào)用aic23_setparams（）函數(shù)來(lái)完成對(duì)tlv320aic23參數(shù)的配置。這樣就只需要定義1個(gè)符合標(biāo)準(zhǔn)的寄存器數(shù)組，將數(shù)組名作為參數(shù)來(lái)調(diào)用aic23_setparams（）函數(shù)就可以達(dá)到目的。

這種方法使用靈活，代碼長(zhǎng)度很短，含義非常明確，可以用不同參數(shù)多次調(diào)用，尤其適用于tlv320aic23參數(shù)可變的特殊場(chǎng)合。

4 結(jié)束語(yǔ)

筆者在實(shí)際工作基礎(chǔ)上對(duì)tlv320aic23參數(shù)配置提出了3種方法，各有特點(diǎn)且都十分實(shí)用。在進(jìn)行基于ddk的tlv320aic23驅(qū)動(dòng)程序設(shè)計(jì)時(shí)，可以根據(jù)需要方便地選用。