海思hi3531d音频外接codec (tlv320aic32x4) （一）

前言

为了在海思平台上使用tlv320aic3254，花了大概2个星期研究海思音频部分的手册、3254的用户手册，最终参考tlv320aic31的代码，实现了3254的驱动，同时在mpp的sample中，增加了3254对应的宏，以及相应的初始化代码，这篇文章主要是做一个阶段性的梳理

参考资料

海思音频相关知识

海思的mpp（Media Process Platform）媒体处理平台针对音频提供了4种类型的API子模块，分别是AI（音频输入）、AO（音频输出）、ADEC（音频编码）、AENC（音频编码），本文的重点是AI和AO，编解码不做介绍

音频接口和 AI、AO 设备

音频输入输出接口简称为 AIO（Audio Input/Output）接口，用于和 Audio Codec 对接，完成声音的录制和播放。AIO 接口分为

两种类型：当为输入类型时，称为 AIP，当为输出类型时，称为 AOP

Hi3531DV100 内部集成 1 个 AIAO，包含 3 个 AIP（Audio Input Port）和 3 个 AOP（Audio Output Port）

AIAO 接口支持 I2S 和 PCM 两种模式，采用 DMA 方式存取数据，本文只针对I2S讲解

软件中负责抽象音频接口输入功能的单元，称之为 AI 设备；负责抽象音频接口输出功能的单元，称之为 AO 设备

录音和播放原理

原始音频信号以模拟信号的形式给出后，通过 Audio Codec，按一定采样率和采样精度转换为数字信号。Audio Codec 以 I2S 时序或 PCM 时序的方式，将数字信号传输给 AI设备。芯片利用 DMA 将 AI 设备中的音频数据搬移到内存中，完成录音操作。

播放和录音是基于同样的原理。芯片利用 DMA 将内存中的数据传输到 AO 设备。AO设备通过 I2S 时序或 PCM 时序向 Audio Codec 发送数据。Audio Codec 完成数字信号到模拟信号的转换过程，并输出模拟信号

AIAO I2S连接示意图

从这张图可以得到一个信息，内部的AIP和AOP和外部的I2S引脚有一个映射关系，tlv320aic32x4作为一个即能录制，又能播放的codec，应该选用上面的I2S2，内部对应的是AIP2和AOP0

打开《Hi3531DV100_PINOUT_CN.xlsx》，在3.管脚复用寄存器中搜I2S2，如图

• MCLK：主时钟，hi3531d会根据采样率的不同，生成一个主时钟，频率8M~15M不等
• BLCK：位时钟，每发送一个位的数据，都需要靠位时钟实现同步，计算公式为采样率 x 采样精度 x 声道数
• WS：声道选择，0和1表示传输不同的声道，频率等于采样频率
• SD_TX：海思发送引脚
• SD_RX：海思接收引脚

上面的5个引脚，默认功能就是I2S，可以用himm工具确认一下I2S引脚的复用情况
I2S主从模式

海思和3254均支持主模式或者从模式，当海思作为master时，将向外提供BCLK和WS，海思作为slave时，BLCK和WS由外部输入，codec也是一样。

两者的区别在于，海思不管是做master还是slave，一定会向外提供主时钟MCLK，因此codec不再需要单独的外部晶振，也不需要向外输出MCLK

硬件连接

tlv320aic3254驱动

驱动就三个文件：tlv320aic32x4.c、tlv320aic32x4.h、Makefile，下载链接

框架部分参考了tlv320aic31，内容部分做了比较大的改动

准备工作

在mpp/extdrv目录下，创建tlv320aic32x4目录，并将三个文件拷贝到其中，然后退回上层，在extdrv目录下，执行make，这时会生成对应的驱动程序

驱动代码的说明

为了防止文档较长，代码仅作节选

c文件

init函数主要是注册了一个misc设备，并进行了codec设备的初始化

static int __init tlv320aic32x4_init(void)
{
    misc_register(&tlv320aic32x4_dev);
    i2c_client_init();
    tlv320aic32x4_device_init();
    return 0;
}

static void __exit tlv320aic32x4_exit(void)
{
    tlv320aic32x4_device_exit();
    misc_deregister(&tlv320aic32x4_dev);
    i2c_client_exit();
}

在注册misc设备的时候，给了一个结构体，这个驱动的主要内容，都在ioctl函数里面，open和close是什么都不做的

static struct file_operations tlv320aic32x4_fops =
{
    .owner          = THIS_MODULE,
    .unlocked_ioctl = tlv320aic32x4_ioctl,
    .open           = tlv320aic32x4_open,
    .release        = tlv320aic32x4_close
};
static struct miscdevice tlv320aic32x4_dev =
{
    MISC_DYNAMIC_MINOR,
    I2C_DEV_NAME,
    &tlv320aic32x4_fops,
};

在ioctl内部，将应用层传下来的参数copy_from_user到内核空间，然后根据cmd的类型，分别进行不同的操作
在文件的开头，也定义了一部分内容

/ define MICRO /

#define I2C_DEV         (1)                 // tlv_aic32x4 use i2c-1
#define I2C_DEV_NAME    "tlv320aic32x4"     // I2C dev info
#define I2C_DEV_ADDR    (0x30)              // i2c dev address

hi3531d只有i2c-0和i2c-1，因此使用的是哪个，I2C_DEV就定义哪个

I2C_DEV_NAME是指定insmod驱动后，在dev目录下生成的节点名字

I2C_DEV_ADDR指定了codec的设备地址，7位地址原本是0x18，0x30是经过移位的，在海思平台下，无论是应用层还是驱动层，调用i2c都必须用移位后的地址，读写不区分，都是这个地址

#define DEBUG_LEVEL 3
#define DPRINTK(level,fmt,args...) do{ if(level < DEBUG_LEVEL)\
            printk(KERN_INFO "%s [%s, line-%d]: " fmt "\n",I2C_DEV_NAME,__FUNCTION__,__LINE__,##args);\
    }while(0)

这个宏定义主要是方便信息的打印，比如此处等级设成3，那么等级为0，1，2的，就一定会打印出来，如果不希望打印过多的调试信息，level最好改为1，只打印严重错误的信息

/* global variable */
static struct i2c_board_info hi_info =
{
    I2C_BOARD_INFO(I2C_DEV_NAME, I2C_DEV_ADDR),
};
static struct i2c_client* tlv_client;
static unsigned int cur_page = 0;

static const struct aic32x4_rate_divs aic32x4_divs[] = {

    /* hi3531d as master, aic32x4 as slave, it will be more easy to set parameters*/
    /* channels less than 20 */
    //mclk     rate                     nadc madc aosr ndac mdac dosr 
    {12288000, AIC32x4_SAMPLE_RATE_48K, 1,   2,   128, 1,   2,   128 },
    {12288000, AIC32x4_SAMPLE_RATE_24K, 1,   4,   128, 1,   2,   256 },
    {12288000, AIC32x4_SAMPLE_RATE_12K, 1,   8,   128, 1,   2,   512 },

    {8192000,  AIC32x4_SAMPLE_RATE_32K, 1,   2,   128, 1,   2,   128 },
    {8192000,  AIC32x4_SAMPLE_RATE_16K, 1,   4,   128, 1,   2,   256 },
    {8192000,   AIC32x4_SAMPLE_RATE_8K, 1,   8,   128, 1,   2,   512 },

    {11289600, AIC32x4_SAMPLE_RATE_44K, 1,   2,   128, 1,   2,   128 },
    {11289600, AIC32x4_SAMPLE_RATE_22K, 1,   4,   128, 1,   2,   256 },
    {11289600, AIC32x4_SAMPLE_RATE_11K, 1,   8,   128, 1,   2,   512 },
    //mclk     rate                     0x12 0x13 0x14 0x0b 0x0c 0x0d-0x0e 
    /* channels equal 20 */
    //mclk                  rate   nadc madc aosr ndac mdac dosr 
    // {15360000, 48000, 1,   2,   128, 1,   2,   128 },
    // {15360000, 24000, 1,   4,   128, 1,   2,   256 },
    // {15360000, 12000, 1,   8,   128, 1,   2,   512 },

    // {10240000, 32000, 1,   2,   128, 1,   2,   128 },
    // {10240000, 16000, 1,   4,   128, 1,   2,   256 },
    // {10240000,  8000, 1,   8,   128, 1,   2,   512 },

    // {14112000, 44100, 1,   2,   128, 1,   2,   128 },
    // {14112000, 22050, 1,   4,   128, 1,   2,   256 },
    // {14112000, 11025, 1,   8,   128, 1,   2,   512 },

};

i2c_client* tlv_client实际上就是一个句柄，每次i2c读或写都要用到它。

cur_page主要是用来标记当前的读写的寄存器是多少页的，因为3254这个codec号称有128页，每一页最多有128个寄存器。
aic32x4_divs这个结构体，目的是为了给3254内部的dac、adc等设备时钟提供一个分频系数，不管是主还是从模式，这一步都是必须做的 。

海思应用层的通道数定义为20时的情况，目前没有做过测试，所以屏蔽掉了

static int i2c_client_init(void);
static void i2c_client_exit(void);
int tlv320aic32x4_read(unsigned char chip_addr, unsigned char reg_addr, unsigned char *reg_data);
int tlv320aic32x4_read_test(unsigned char chip_addr, unsigned char reg_addr, unsigned char *reg_data);
int tlv320aic32x4_write(unsigned char chip_addr, unsigned char reg_addr, unsigned char value);

以上这几个函数看名字就知道是干啥了，read读出来的值，放到形参指针中，read_test是read的一个简化，主要是调试阶段做测试用的

static int tlv320aic32x4_reg_list(void);
static int tlv320aic32x4_set_divs(int num);
static int tlv320aic32x4_get_divs(int rate);
static int tlv320aic32x4_soft_reset(void);

reg_list会打印页0和页1的所有寄存器，get_divs和set_divs是设置codec内部的分频系数，用的是上面的结构体aic32x4_divs[]
tlv320aic32x4_soft_reset会重置，并给所有的寄存器一个初始值，codec会设成i2s从模式，48k采样率，16bit位深，总之一般情况下，reset之后，是一个正常的配置，不是寄存器还原为默认值

static int tlv320aic32x4_device_init(void)
{
    tlv320aic32x4_soft_reset();
    tlv320aic32x4_set_divs(0);
    return 0;
}
static int tlv320aic32x4_device_exit(void)
{
    ret = tlv320aic32x4_write(I2C_DEV_ADDR, AIC32X4_PAGE_SEL, 0x0);  
    ret = tlv320aic32x4_write(I2C_DEV_ADDR, AIC32X4_SOFT_RST, 0x01); 
    msleep(10); 
    return 0;
}

init会按默认配置，做好所有的设置，codec能正常工作，exit会写reset寄存器，让codec不再工作

头文件

驱动的c文件从结构上来看，还是比较好懂的，没用用到很复杂的东西，下面看头文件

struct aic32x4_rate_divs {
    u32 mclk;
u32 rate;
u8 nadc;
u8 madc;
u8 aosr;
u8 ndac;
u8 mdac;
u16 dosr;
};

未完待续

https://blog.csdn.net/whitefish520/article/details/108129844