音頻接口IIS實訓(xùn)

音頻接口IIS實訓(xùn)第1頁，課件共18頁，創(chuàng)作于2023年2月數(shù)字音頻基礎(chǔ)在模擬記錄中，是對磁帶進行連續(xù)的調(diào)制或在唱片上連續(xù)地開槽。而數(shù)字記錄則必須用離散的數(shù)字。為了產(chǎn)生這些數(shù)字，數(shù)字系統(tǒng)采用時間取樣和幅度量化，把有連續(xù)的幅度值的模擬小型編碼成在離散的時間點上的幅度度。這些過程簡稱為采樣、量化和編碼。第2頁，課件共18頁，創(chuàng)作于2023年2月采樣定理在進行模擬/數(shù)字信號的轉(zhuǎn)換過程中，當(dāng)采樣頻率fs.max大于信號中最高頻率fmax的2倍時(fs.max>=2fmax)，采樣之后的數(shù)字信號完整地保留了原始信號中的信息，一般實際應(yīng)用中保證采樣頻率為信號最高頻率的5～10倍；采樣定理又稱奈奎斯特定理。每次采樣都會記錄下原始聲波在某一時刻的狀態(tài)，該狀態(tài)即樣本。每秒采樣的數(shù)量為采樣頻率。采樣頻率越高，所能描述的聲波頻率就越高。系統(tǒng)對每個樣本均會分配一定的存儲位來表示聲波的振幅狀態(tài)，這就是采樣精度。采樣頻率和精度共同決定聲音還原的質(zhì)量。第3頁，課件共18頁，創(chuàng)作于2023年2月量化如果采樣是對時間的計量，那么量化就是對樣值的計量。音頻系統(tǒng)中，是對采樣的音頻信號數(shù)值的計量。采樣的量化分別決定了系統(tǒng)的帶寬和分辨率。量化后，模擬的波形表示一系列脈沖，用脈沖代表的數(shù)字表示采樣時刻波形的模擬值。在量化過程中會引入誤差，該誤差類似于模擬音頻系統(tǒng)中的噪聲，稱為量化噪聲。第4頁，課件共18頁，創(chuàng)作于2023年2月音頻編碼對數(shù)字音頻信號進行編碼調(diào)制的技術(shù)有很多。調(diào)制技術(shù)是為了傳輸和存儲數(shù)字信號而將信息進行轉(zhuǎn)換的方法。收音機中常用幅度調(diào)制AM和頻率調(diào)制FM兩種方法。脈沖調(diào)制技術(shù)在傳送過程中用不同的方法來表示傳送的采樣信息。通過脈沖的寬度即脈寬調(diào)制PWM或脈沖出現(xiàn)的不同時刻即脈沖位置PPM來表示信號幅度。在這兩種情況理，數(shù)字信號都以編碼的方式表示原始信號的幅度，并以恒定的脈沖電壓來傳送。信號的幅度可直接用脈沖的幅度大小來表示，即脈沖幅度調(diào)制PAM。雖然以上調(diào)制技術(shù)常用來進行原始信號到數(shù)字信號轉(zhuǎn)換，但它們并不適合用來傳輸和記錄數(shù)字信號。因為它們在差錯率和帶芝利用方面效果不理想。第5頁，課件共18頁，創(chuàng)作于2023年2月音頻編碼脈沖編碼調(diào)制PCM是應(yīng)用最廣泛的調(diào)制方法。PCM通過用脈沖編碼來代表采樣后的模擬信號的幅度，即用二進制數(shù)表示采樣后的信號幅度。第6頁，課件共18頁，創(chuàng)作于2023年2月音頻接口IIS接口(IntegrateInterfaceofSound)即集成音頻接口。在上世紀80年代首先被飛利浦用于消費音頻，并在一個稱為LRCLK(Left/RightCLOCK)的信號機制中經(jīng)過多路轉(zhuǎn)換，將兩路音頻信號變成單一的數(shù)據(jù)隊列。當(dāng)LRCLK為高時,左聲道數(shù)據(jù)被傳輸；LRCLK為低時,右聲道數(shù)據(jù)被傳輸。與PCM相比,IIS更適合于立體聲系統(tǒng)。對于多通道系統(tǒng)，在同樣的BCLK和LRCLK條件下，并行執(zhí)行幾個數(shù)據(jù)隊列也是可能的。由于IIS、PCM和類似的音頻接口不能提供寄存器入口，因此需要獨立的控制接口。第7頁，課件共18頁，創(chuàng)作于2023年2月IIS總線結(jié)構(gòu)IIS總線一般具有4根信號線，包括串行數(shù)據(jù)輸入(IISDI)、串行數(shù)據(jù)輸出(IISD0)、左／右聲道選擇(IISLRCK)和串行數(shù)據(jù)時鐘(IISCLK)；產(chǎn)生IISLRCK和IISCLK的是主設(shè)備。第8頁，課件共18頁，創(chuàng)作于2023年2月IIS接口電路第9頁，課件共18頁，創(chuàng)作于2023年2月處理器中與IIS相關(guān)的信號線說明串行數(shù)據(jù)輸入IISDI：對應(yīng)IIS總線接口中SD信號，方向輸入。串行數(shù)據(jù)輸出IISDO：對應(yīng)IIS總線接口中SD信號，方向輸出。左右通道選擇IISLRCK：對應(yīng)IIS總線接口中WS信號，即采樣時鐘。串行位時鐘IISCLK：對應(yīng)IIS總線接口中SCK信號。音頻系統(tǒng)主時鐘CODECLK：一般位采樣頻率的256或384倍，CODECLK通過處理器注視中分頻獲得，可以通過在程序中設(shè)定分頻寄存器獲取。分頻因子可以設(shè)為1～16。第10頁，課件共18頁，創(chuàng)作于2023年2月與IIS相關(guān)的寄存器IISCON控制寄存器IISMOD模式寄存器IISPSR分頻寄存器。第11頁，課件共18頁，創(chuàng)作于2023年2月IISCON控制寄存器設(shè)置第12頁，課件共18頁，創(chuàng)作于2023年2月IISMOD模式寄存器設(shè)置第13頁，課件共18頁，創(chuàng)作于2023年2月IISPSR分頻寄存器設(shè)置第14頁，課件共18頁，創(chuàng)作于2023年2月IIS音頻驅(qū)動實現(xiàn)音頻驅(qū)動的3種模式接口相同，都是流驅(qū)動，透過流接口與上層的waveapi.dll交互。1.MDD／PDD模式是最早的模式，也是其他驅(qū)動常見的分層模式。僅支持一個設(shè)備；一個設(shè)置僅支持一個流；對循環(huán)的支持不大可靠；對流的支持較弱。2.Wavedev2模式，只能同時允許一個應(yīng)用在播放。是一個單體(不分層)的驅(qū)動模式。3.UAM模式，即統(tǒng)一音頻模式(UnifiedAudioModel)。第15頁，課件共18頁，創(chuàng)作于2023年2月DMA控制及驅(qū)動DMA(直接內(nèi)存存取)不需要CPU干擾也不消耗CPU資源，可以把音頻數(shù)據(jù)自動地從系統(tǒng)總線搬到IIS總線上；如果音頻平均按采樣頻率44．1kHz、16位字長、左右2聲道計算，碼流為1.411Mbps，通常在1～3Mbps，所以采用DMA傳輸十分必要。第16頁，課件共18頁，創(chuàng)作于2023年2月時鐘配置第17頁，課件共18頁，創(chuàng)作于2023年2月#definerGPBCON(*(volatileu