音频接口IIS实训.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,ARM9,实训,音频接口,IIS,实训,数字音频基础,在模拟记录中，是对磁带进行连续的调制或在唱,片上连续地开槽。而数字记录则必须用离散的数字。,为了产生这些数字，数字系统采用时间取样和幅度,量化，把有连续的幅度值的模拟小型编码成在离散,的时间点上的幅度度。,这些过程简称为采样、量化和编码。,采样定理,在进行模拟,/,数字信号的转换过程中，当采样频,率,fs.max,大于信号中最高频率,fmax,的,2,倍时,(fs.max,=2fmax),，采样之后的数字信号完整地保留了原始信,号中的信息，一般实际应用中保证采样频率为信号,最高频率的,5,10,倍；采样定理又称奈奎斯特定理。,每次采样都会记录下原始声波在某一时刻的状,态，该状态即,样本,。每秒采样的数量为,采样频率,。,采样频率越高，所能描述的声波频率就越高。,系统对每个样本均会分配一定的存储位来表示声波,的振幅状态，这就是,采样精,度。采样频率和精度共,同决定声音还原的质量。,量化,如果采样是对时间的计量，那么量化就是对样,值的计量。音频系统中，是对采样的音频信号数值,的计量。采样的量化分别决定了系统的带宽和分辨,率。量化后，模拟的波形表示一系列脉冲，用脉冲,代表的数字表示采样时刻波形的模拟值。,在量化过程中会引入误差，该误差类似于模拟,音频系统中的噪声，称为量化噪声。,音频编码,对数字音频信号进行编码调制的技术有很多。调制,技术是为了传输和存储数字信号而将信息进行转换的方,法。收音机中常用幅度调制,AM,和频率调制,FM,两种方法。,脉冲调制技术在传送过程中用不同的方法来表示传,送的采样信息。通过脉冲的宽度即脉宽调制,PWM,或脉,冲出现的不同时刻即脉冲位置,PPM,来表示信号幅度。,在这两种情况理，数字信号都以编码的方式表示原始信,号的幅度，并以恒定的脉冲电压来传送。信号的幅度可,直接用脉冲的幅度大小来表示，即脉冲幅度调制,PAM,。,虽然以上调制技术常用来进行原始信号到数字信号,转换，但它们并不适合用来传输和记录数字信号因为它们在差错率和带芝利用方面效果不理想。,音频编码,脉冲编码调制,PCM,是应用最广泛的调制方法。,PCM,通过用脉冲编码来代表采样后的模拟信号的幅,度，即用二进制数表示采样后的信号幅度。,音频接口,IIS,接口,(,Integrate Interface of Sound,),即集成音频接,口。在上世纪,80,年代首先被飞利浦用于消费音频，并在,一个称为,LRCLK(Left/Right CLOCK),的信号机制中经,过多路转换，将两路音频信号变成单一的数据队列。当,LRCLK,为高时,左声道数据被传输；,LRCLK,为低时,右,声道数据被传输。与,PCM,相比,IIS,更适合于立体声系统。,对于多通道系统，在同样的,BCLK,和,LRCLK,条件下，并,行执行几个数据队列也是可能的。由于,IIS,、,PCM,和类,似的音频接口不能提供寄存器入口，因此需要独立的控,制接口。,IIS,总线结构,IIS,总线一般具有,4,根信号线，包括串行数据输入,(IISDI),、串行数据输出,(IISD0),、左右声道选择,(IISLRCK),和串行数据时钟,(IISCLK),；产生,IISLRCK,和,IISCLK,的是主设备。,IIS,接口电路,处理器中与,IIS,相关的信号线说明,串行数据输入,IISDI,：对应,IIS,总线接口中,SD,信号，方向输入。,串行数据输出,IISDO,：对应,IIS,总线接口中,SD,信号，方向输出。,左右通道选择,IISLRCK,：对应,IIS,总线接口中,WS,信号，即采样时钟。,串行位时钟,IISCLK,：对应,IIS,总线接口中,SCK,信号。,音频系统主时钟,CODECLK,：一般位采样频率的,256,或,384,倍，,CODECLK,通过处理器注视中分频获得，可以通过在程序中设定分频寄存器获取。分频因子可以设为,1,16,。,与,IIS,相关的寄存器,IISCON,控制寄存器,IISMOD,模式寄存器,IISPSR,分频寄存器。,IISCON,控制寄存器设置,IISMOD,模式寄存器设置,IISPSR,分频寄存器设置,IIS,音频驱动实现,音频驱动的,3,种模式接口相同，都是流驱动，透过流,接口与上层的,waveapi.dll,交互。,1.MDD,PDD,模式是最早的模式，也是其他驱动常见的分层模式。仅支持一个设备；一个设置仅支持一个流；对循环的支持不大可靠；对流的支持较弱。,2.Wavedev2,模式，只能同时允许一个应用在播放。是一个单体,(,不分层,),的驱动模式。,3.UAM,模式，即统一音频模式,(Unified AudioModel),。,DMA,控制及驱动,DMA(,直接内存存取,),不需要,CPU,干扰也不消耗,CPU,资源，可以把音频数据自动地从系统总线搬到,I,IS,总线上；如果音频平均按采样频率,44,1 kHz,、,16,位字长、左右,2,声道计算，码流为,1.411 Mbps,，通常,在,1,3Mbps,，所以采用,DMA,传输十分必要。,时钟配置,#define rGPBCON (*(volatile unsigned*)0 x56000010)/Port B control,#define rGPGCON (*(volatile unsigned*)0 x56000060)/Port G control,