【芯片手冊開發】Sil9136音頻開發詳細分析+源碼實戰

時間  2020-11-21
標籤 安全 app 函數 this 編碼 3d rest code orm 視頻 欄目 系統安全 简体版
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目錄

前言

  • 默認在開發了視頻方面後
  • 這方面的工做原本能夠找技術支持拿個例程參考下，很快就能夠的寫出來的，由於本身對HDMI協議不太瞭解，可是技術支持說沒有，因此沒辦法，只能本身搞了
  • 看手冊不難，難的是找資料
  • 記錄一下，也分享一下

參考

  • sil9136寄存器手冊：《Sil-PR-1060-C》
  • HDMI協議手冊：《HDMI_1.4》
  • CEA標準手冊：《CEA-861-D[安全]》
  • 使用參考例程（無音頻功能）

手冊使用+實戰

  • 以 I2S 接口爲例開發
  • 直接看手冊配置相關寄存器
  • 記得輸入與輸出配對
    • 如編碼類型
    • 採樣長度
    • 採樣頻率
    • 等等

配置

  • 《Sil-PR-1060-C》手冊，28頁起安全

  • 圖中說明 sil9136 支持 S/PDIF, I2S or DSD模式，主機能夠經過配置TPI選擇不一樣的模式app

  • 這個寄存器表比較重要，說明了sil9136的寄存器配置函數

  • 0x26 寄存器this

    • [7:6]
      • 選擇模式，支持
        • none
        • S/PDIF
        • I2S
        • DSD
    • [5]
      • 通道數，支持
        • 雙通道
        • 8 通道
    • [4]
      • 靜音配置
    • [3:0]
      • 編碼類型，有
        • Refer to Stream Header
        • PCM (本次使用 PCM)
        • AC-3
        • MPEG1
        • MP3
        • MPEG2
        • AAC
        • DTS
        • ATRAC

  • 0x27 寄存器編碼

    • [7:6]
      • 音頻採樣比特位長度 SS
        • Refer to Stream Header
        • 16 bit
        • 20 bit
        • 24 bit
    • [5:3]
      • 音頻採樣頻率 SF
        • Refer to Stream Header
        • 32 kHz
        • 44.1 kHz
        • 48 kHz
        • 88.2 kHz
        • 96 kHz
        • 176.4 kHz
        • 192 kHz
    • [2]
      • 是否支持高比特率

  • 注意：圖中說明的 0x24 和 0x25 寄存器只有在 S/PDIF 模式下有效，便是 0x26[7:6]=01 時。3d

Configuring Audio Using I2S

  • 直接跳到配置 I2S 流程，實現配置邏輯rest

    • 上圖已經很明顯地顯示出了配置出 I2S 的流程了
    • 步驟：
      1. 確保有有效的 I2S 信號進入 sil9136
      2. 設置 0x26[4] 爲靜音模式
        • 直接調用例程接口：SetAudioMute(AUDIO_MUTE_MUTED);
      3. 經過 0x20 來配置進來的 SD 格式

          • 配置要和輸入的音頻配置搭配
          • 如下爲我的選擇
            • SCK Sample Edge ：Rising
            • MCLK Multiplier：256
            • WS Polarity – Left when：WS is Low
            • SD Justify Data is justified：Left
            • SD Direction Byte shifted first：MSB
            • WS to SD First Bit Shift：Yes
          • 程序爲：WriteByteTPI(TPI_I2S_IN_CFG, (0x80x10));
      4. 經過屢次設置 0x1F 來配置每個 SD 輸入映射

          • SDx與FIFOn的映射
          • 支持一對多
          • 注意：必須順序映射，如若是要映射FIFO2，就必須先完成FIFO0和FIFO1的映射
          • 個人代碼段：SD0-FIFO0; SD1-FIFO1; SD2-FIFO2; SD3-FIFO3;
            do{
        WriteByteTPI(TPI_I2S_EN, 0x80);
        Tmp = ReadByteTPI(TPI_I2S_EN);
    }while(Tmp != 0x80);
    do{
        WriteByteTPI(TPI_I2S_EN, 0x91);
        Tmp = ReadByteTPI(TPI_I2S_EN);
    }while(Tmp != 0x91);
    do{
        WriteByteTPI(TPI_I2S_EN, 0xA2);
        Tmp = ReadByteTPI(TPI_I2S_EN);
    }while(Tmp != 0xA2);
    do{
        WriteByteTPI(TPI_I2S_EN, 0xB3);
        Tmp = ReadByteTPI(TPI_I2S_EN);
    }while(Tmp != 0xB3);
      5. 經過設置 0x27[5:3] 來配置音頻採樣頻率
        • 配置爲48kHz：ReadModifyWriteTPI(TPI_AUDIO_SAMPLE_CTRL, 0x38, 0x18);
      6. 設置 0x21-0x25 來配置發送到HDMI的頭信息

          • 上圖 0x21-0x25 的描述在 I2S 模式有效，便是 0x26[7:6] = 0x10
          • 主要配置兩個參數
            1. 採樣頻率：48 kHz
            2. 採樣長度：24 bits
          • 代碼段
            WriteByteTPI(TPI_I2S_CHST_0, 0x00);
    WriteByteTPI(TPI_I2S_CHST_1, 0x00);
    WriteByteTPI(TPI_I2S_CHST_2, 0x00);
    WriteByteTPI(TPI_I2S_CHST_3, 0x02);
    WriteByteTPI(TPI_I2S_CHST_4, 0x0B);
      7. 設置 0xBF-0xCD 來配置 audio infoframe

        • 這步驟先給出最終代碼再分析：SetAudioInfoFrames(TWO_CHANNELS, 0x00, 0x00, 0x18, 0x00);code

          • 說明了配置 audio infoframe 的必要性和須要參考的文件 HDMI Specification，根據本文件說明，瞭解到sil9136 支持 HDMI1.4 協議，因此準備好文件《HDMI_1.4》，並找到關於 audio infoframe 的說明。orm

          • 圖A視頻

          • 圖B

          • 圖C

            • 圖Cc1，《CEA-861-D安全》

            • 圖Cc2，《CEA-861-D安全》

          • 圖D

          • 結合例程源碼 bool SetAudioInfoFrames 函數，得出只須要了解幾個參數配置便可。

            • byte ChannelCount
              • 參照圖C和圖Cc1，C0...C2，選擇雙通道，得出值爲 0x01
            • byte CodingType
              • CT0...CT3： The CT bits shall always be set to a value of 0 (「Refer to Stream Header」).便是置爲0便可
            • SS
              • The SS bits shall always be set to a value of 0 (「Refer to Stream Header」). 便是置爲0便可
            • Fs
              • 參考源碼、0x27寄存器、圖C和圖Cc2
              • 推測 Fs 就是採樣頻率 SF0...SF2
              • B_Data[6] = (Fs >> 1) | (SS >> 6);
                • Fs在圖C中的PB2[4:2]，而上述代碼中右移一位，因此 Fs 的值佔用[5:3],參考0x27。
                • 採樣頻率爲 48kHz，得出 Fs=x018
            • SpeakerConfig
              • 參考源碼 B_Data[8] = SpeakerConfig; 得出 SpeakerConfig 爲 圖C中的PB4
              • 這裏爲 LPCM ，因此 SpeakerConfig = 0;
            //////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
//
// FUNCTION      :  SetAudioInfoFrames()
//
// PURPOSE       :  Load Audio InfoFrame data into registers and send to sink
//
// INPUT PARAMS  :  (1) Channel count (2) speaker configuration per CEA-861D
//                  Tables 19, 20 (3) Coding type: 0x09 for DSD Audio. 0 (refer
//                                      to stream header) for all the rest (4) Sample Frequency. Non
//                                      zero for HBR only (5) Audio Sample Length. Non zero for HBR
//                                      only.
//
// OUTPUT PARAMS :  None
//
// GLOBALS USED  :  None
//
// RETURNS       :  TRUE
//
//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
bool SetAudioInfoFrames(byte ChannelCount, byte CodingType, byte SS, byte Fs, byte SpeakerConfig)
{
    byte B_Data[SIZE_AUDIO_INFOFRAME];  // 14
    byte i;
    TPI_TRACE_PRINT((">>SetAudioInfoFrames()\n"));
    for (i = 0; i < SIZE_AUDIO_INFOFRAME +1; i++)
        B_Data[i] = 0;
    B_Data[0] = EN_AUDIO_INFOFRAMES;        // 0xC2
    B_Data[1] = TYPE_AUDIO_INFOFRAMES;      // 0x84
    B_Data[2] = AUDIO_INFOFRAMES_VERSION;   // 0x01
    B_Data[3] = AUDIO_INFOFRAMES_LENGTH;    // 0x0A
    B_Data[5] = ChannelCount;               // 0 for "Refer to Stream Header" or for 2 Channels. 0x07 for 8 Channels
    B_Data[5] |= (CodingType << 4);                 // 0xC7[7:4] == 0b1001 for DSD Audio
    B_Data[4] = 0x84 + 0x01 + 0x0A;         // Calculate checksum
//    B_Data[6] = (Fs << 2) | SS;
    B_Data[6] = (Fs >> 1) | (SS >> 6);
    //write Fs to 0x27[5:3] and SS to 0x27[7:6] to update the IForm with the current value.
//	ReadModifyWriteTPI(TPI_AUDIO_SAMPLE_CTRL, BITS_7_6 | BITS_5_4_3, (B_Data[6] & BITS_1_0) << 6 | (B_Data[6] & 0x1C) << 1);
    B_Data[8] = SpeakerConfig;
    for (i = 5; i < SIZE_AUDIO_INFOFRAME; i++)
        B_Data[4] += B_Data[i];
    B_Data[4] = 0x100 - B_Data[4];
    g_audio_Checksum = B_Data[4];	// Audio checksum for global use
    WriteBlockTPI(TPI_AUDIO_BYTE_0, SIZE_AUDIO_INFOFRAME, B_Data);
    #ifdef DEV_EMBEDDED
    EnableEmbeddedSync();
    #endif
    return TRUE;
}
      8. I2S 模式， 設置音頻通道數，並關閉靜音
        1. 代碼：WriteByteTPI(TPI_AUDIO_INTERFACE_REG, AUD_IF_I2S | TWO_CHANNEL_LAYOUT | 0x01);
        2. 注意：audio inframe中的通道數配置必須和 0x26 配置的同樣

總結實現

  • 得出一下代碼，並把一下函數放到熱插拔的插入後運行便可
/**
  * @brief  setPrivateAudio(void)
  * @param 
  * @retval 
  * @author lzm
  */
void setPrivateAudio(void)
{
	byte Tmp = 0;

	/* Select I2S input mode using TPI 0x26[7:6], with Mute enabled (bit [4] = 1).  */
	SetAudioMute(AUDIO_MUTE_MUTED);
	
	/* Write register TPI 0x20 to select the general incoming SD format.  */
	WriteByteTPI(TPI_I2S_IN_CFG, (SCK_SAMPLE_EDGE | 0x10));
	
	/* Write register TPI 0x1F up to four times, to program each of the SD inputs. */
	do{
		WriteByteTPI(TPI_I2S_EN, 0x80);
		Tmp = ReadByteTPI(TPI_I2S_EN);
	}while(Tmp != 0x80);
	do{
		WriteByteTPI(TPI_I2S_EN, 0x91);
		Tmp = ReadByteTPI(TPI_I2S_EN);
	}while(Tmp != 0x91);
	do{
		WriteByteTPI(TPI_I2S_EN, 0xA2);
		Tmp = ReadByteTPI(TPI_I2S_EN);
	}while(Tmp != 0xA2);
	do{
		WriteByteTPI(TPI_I2S_EN, 0xB3);
		Tmp = ReadByteTPI(TPI_I2S_EN);
	}while(Tmp != 0xB3);
	
//	/* Program register TPI 0x27 with the correct audio about. */
//	WriteByteTPI(TPI_AUDIO_SAMPLE_CTRL, AUDIO_SAMPLE_SIZE_24BIT | AUDIO_SAMPLE_FREQ_48KHZ | AUDIO_SAMPLE_HBR_DISABLE);
	/* Program register TPI 0x27[5:3] with the correct audio rate */
	ReadModifyWriteTPI(TPI_AUDIO_SAMPLE_CTRL, 0x38, AUDIO_SAMPLE_FREQ_48KHZ);
	
	/* Program registers TPI 0x21-x25 with the correct header information for the stream that will be sent over HDMI. */
	WriteByteTPI(TPI_I2S_CHST_0, 0x00);
	WriteByteTPI(TPI_I2S_CHST_1, 0x00);
	WriteByteTPI(TPI_I2S_CHST_2, 0x00);
	WriteByteTPI(TPI_I2S_CHST_3, 0x02);
	WriteByteTPI(TPI_I2S_CHST_4, 0x0B);
	
	/* Write registers TPI 0xBF-xCD with the appropriate Audio InfoFrame information. */
	SetAudioInfoFrames(TWO_CHANNELS, 0x00, 0x00, 0x18, 0x00);
	/* Set the audio packet header layout indicator to 2-channel or multi-channel mode as needed using the sequence described below. 
		Note that Audio InfoFrame byte 1 must also have this same setting. */
	
	/* Again write register TPI 0x26 with I2S selected, this time with Mute disabled (bit [4] = 0). */
	WriteByteTPI(TPI_AUDIO_INTERFACE_REG,  AUD_IF_I2S | TWO_CHANNEL_LAYOUT | 0x01);
	SetAudioMute(AUDIO_MUTE_NORMAL);
}
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