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為簡化驅(qū)動(dòng)程序開發(fā)為tms320系列dsp及其evm板等提供的驅(qū)動(dòng)程序開發(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)程序開發(fā)的效率。ddk是對每種tms320系列dsp都提供的芯片支持庫（clip support library－csl）的補(bǔ)充，csl提供對外圍器件寄存器配置及初始化等的低級控制，ddk完全通過csl對外圍器件進(jìn)行控制。簡單的說，ddk建立在csl上層，所以用ddk來開發(fā)驅(qū)動(dòng)程序?qū)⒏鼮榭旖萸铱梢浦残愿谩?

ddk為開發(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，其中高層稱為class driver，低層稱為mini－driver。class driver與器件相對獨(dú)立，完成諸如緩沖區(qū)管理和請求同步等功能，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)，而且這一過程比設(shè)計(jì)整個(gè)驅(qū)動(dòng)程序要簡單得多，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)相互沒有直接的關(guān)聯(lián)，開發(fā)中只需通過class driver控制mini－driver。

下面以dm642 evm板為例，說明基于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，需要通過它來控制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dm642 evm板，缺省值為0x0002

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

通常情況下需要修改的寄存器包括4號和8號寄存器，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號寄存器配置見表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號寄存器配置見表2，其中，采樣率控制位為d5－d2的sr[3：0]。對于dm642 evm板，設(shè)置方式見表3。

可見，需要通過4號寄存器的d2來選擇輸入，同時(shí)考慮d1和d0對mic的控制，采樣率的控制通過設(shè)置8寄存器的sr[3：0]來實(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)，最容易碰到的問題是通過line in輸入時(shí)有輸出，而通過mic輸入時(shí)沒有輸出，更不要說改變采樣率了，即使參考資料編輯aic23.h和emvdm642_edma_aic23.h修改default參數(shù)仍然無法解決。

出現(xiàn)這樣的問題時(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的初始化語句實(shí)際并未使用。如果屏蔽掉對這2個(gè)頭文件的包含以及tlv320aic23的初始化語句，會發(fā)現(xiàn)編譯后仍然能夠正常運(yùn)行。實(shí)際上echo例程中tlv320aic23初始化語句只是提供了對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)是通過調(diào)用ddk包中的evmdm642_edma_aic23.164庫獲得的，該庫不變則配置也不變，于是就會出現(xiàn)上述問題。

在明確了以上原理后，通過實(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)是通過調(diào)用evmdem642_edma_aic23.164庫獲得的，那么自然可以通過修改該庫來達(dá)到修改參數(shù)的目的。ti提供的ddk包中包含了各種庫的源代碼，這使得修改庫文件成為可能。本文用到的庫生成工程是tiddksrcaudioevmdm642目錄下的evmdm642_edma_aic23_64.pjt，只需要打開該工程，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文件地這樣，所有的音頻例程都會默認(rèn)按修改過的參數(shù)運(yùn)行。

這種方法合適tlv320aic23參數(shù)配置相對固定的應(yīng)用場合。配置完全通過調(diào)用evmdm642_edma_aic23.164庫初始化時(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

通過仔細(xì)分析生成evmdm642_edma_aic23.164庫的源代碼，可以發(fā)現(xiàn)對tlv320aic23寄存器的設(shè)置是通過aic23_setparams（）函數(shù)來完成的，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)來完成對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)可變的特殊場合。

4 結(jié)束語

筆者在實(shí)際工作基礎(chǔ)上對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。