基于DDK的TLV320AIC23型編解碼器的驅動設計

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，內置耳機輸出放大器，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節(jié)功能。tlv320aic23的模/數轉換器（adc）和數/模轉換器（dac）集成在芯片內部，采用先進的σ－δ過采樣技術，可以在8khz至96khz的采樣率下提供16bit、20bit、24bit和32bit的采樣數據。adc和dac的輸出信噪比分別可達90db和100db。同時，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為簡化驅動程序開發(fā)為tms320系列dsp及其evm板等提供的驅動程序開發(fā)套件。該套件為tms320系列各種外圍器件提供完整的標準化驅動程序模型，使得驅動程序可以很方便地移植到其他應用中，大大提高驅動程序開發(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對外圍器件進行控制。簡單的說，ddk建立在csl上層，所以用ddk來開發(fā)驅動程序將更為快捷且可移植性更好。

ddk為開發(fā)驅動程序定義了標準模型和一系列的api。為簡化程序設計，標準模型又被分為二個層次，其中高層稱為class driver，低層稱為mini－driver。class driver與器件相對獨立，完成諸如緩沖區(qū)管理和請求同步等功能，同時扮演著與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）的接口標準。ddk的這種分層結構使得驅動開發(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動設計，而且這一過程比設計整個驅動程序要簡單得多，因為class 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結合使用。

2 tlv320aic23的驅動設計基礎

ddk的標準模型結構如圖1所示，高層的應用和低層驅動相互沒有直接的關聯，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的驅動程序設計方法。

首先，需要使用配置工具建立驅動程序的入口。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選項來編輯其屬性，其屬性應設置如下：

正確配置驅動程序入口后，就要按照需要設置相關的參數，下面具體討論tlv320aic23參數的設置。

tlv320aic23的參數結構體原型如下：

typedef struct

在一般應用中，上述結構體的大多數參數無需更改，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。

除了復位寄存器外，tlv320aic23共有9個控制寄存器，每個寄存器控制字長為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：模擬音頻通道設置，缺省值為0x0011

register 5：數字音頻通道設置，缺省值為0x0000

register 6：節(jié)電模式控制，缺省值為0x0000

register 7：數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：數字音頻接口激活開關，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輸入和根據需要選擇采樣率。這2個寄存器的詳細配置如下：

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，為“1”表示靜音。d0位micb（microphone boost）如設置為“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，同時考慮d1和d0對mic的控制，采樣率的控制通過設置8寄存器的sr[3：0]來實現。

3 tlv320aic23的驅動配置方法

很多初學者在運行dm642 evm的echo或其他音頻例程時，最容易碰到的問題是通過line in輸入時有輸出，而通過mic輸入時沒有輸出，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參數仍然無法解決。

出現這樣的問題時，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的參數使之滿足特定應用的需要。如果仔細分析echo例程和其他音頻例程的話，可以發(fā)現只有在echo例程和中包含了aic23.h和emvdm642_edma_aic23.h 2個頭文件。其實在echo例程中，所包含的這2個頭文件和tlv320aic23的初始化語句實際并未使用。如果屏蔽掉對這2個頭文件的包含以及tlv320aic23的初始化語句，會發(fā)現編譯后仍然能夠正常運行。實際上echo例程中tlv320aic23初始化語句只是提供了對tlv320aic23進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例程中初始化驅動程序入口和其他的音頻例程一樣使用了默認參數，而默認參數是通過調用ddk包中的evmdm642_edma_aic23.164庫獲得的，該庫不變則配置也不變，于是就會出現上述問題。

在明確了以上原理后，通過實踐證明，本文提供的以下三種配置方法可以適應各種應用。

方法一

既然默認參數是通過調用evmdem642_edma_aic23.164庫獲得的，那么自然可以通過修改該庫來達到修改參數的目的。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及中的默認參數，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按修改過的參數運行。

這種方法合適tlv320aic23參數配置相對固定的應用場合。配置完全通過調用evmdm642_edma_aic23.164庫初始化時進行，不用在應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

自定義符合標準結構evmdm642_edma_aic23_devparams的結構體，例如：

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

這種方法能夠適應幾乎任何使用情況，初始化參數自定義非常明確，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參數的頭文件，最好參照該頭文件定義自己的結構體。

方法三

通過仔細分析生成evmdm642_edma_aic23.164庫的源代碼，可以發(fā)現對tlv320aic23寄存器的設置是通過aic23_setparams（）函數來完成的，在大多數情況下，只要修改寄存器值而不必修改標準結構evmdm642_edma_aic23_devparams結構體中的其他變量，所以可以調用aic23_setparams（）函數來完成對tlv320aic23參數的配置。這樣就只需要定義1個符合標準的寄存器數組，將數組名作為參數來調用aic23_setparams（）函數就可以達到目的。

這種方法使用靈活，代碼長度很短，含義非常明確，可以用不同參數多次調用，尤其適用于tlv320aic23參數可變的特殊場合。

4 結束語

筆者在實際工作基礎上對tlv320aic23參數配置提出了3種方法，各有特點且都十分實用。在進行基于ddk的tlv320aic23驅動程序設計時，可以根據需要方便地選用。