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【芯片手册开发】Sil9136音频开发详细分析+源码实战

开发技术 开发技术 1周前 (11-20) 8次浏览

目录
  • 前言
  • 参考
  • 手册使用+实战
    • 配置
    • Configuring Audio Using I2S
    • 总结实现

前言

  • 默认在开发了视频方面后
  • 这方面的工作本来可以找技术支持拿个例程参考下,很快就可以的写出来的,以为自己对HDMI协议不太了解,但是技术支持说没有,所以没办法,只能自己搞了
  • 看手册不难,难得找是资料
  • 记录一下,也分享一下

参考

  • sil9136寄存器手册:《Sil-PR-1060-C》
  • HDMI协议手册:《HDMI_1.4》
  • CEA标准手册:《CEA-861-D[安全]》
  • 使用参考例程无音频功能

手册使用+实战

  • 以 I2S 接口为例开发
  • 直接看手册配置相关寄存器
  • 记得输入与输出配对
    • 如编码类型
    • 采样长度
    • 采样频率
    • 等等

配置

  • 《Sil-PR-1060-C》手册,28页起

    • 【芯片手册开发】Sil9136音频开发详细分析+源码实战
  • 图中说明 sil9136 支持 S/PDIF, I2S or DSD模式,主机可以通过配置TPI选择不同的模式

    • 【芯片手册开发】Sil9136音频开发详细分析+源码实战
  • 这个寄存器表比较重要,说明了sil9136的寄存器配置

  • 0x26 寄存器

    • [7:6]
      • 选择模式,支持
        • none
        • S/PDIF
        • I2S
        • DSD
    • [5]
      • 通道数,支持
        • 双通道
        • 8 通道
    • [4]
      • 静音配置
    • [3:0]
      • 编码类型,有
        • Refer to Stream Header
        • PCM (本次使用 PCM)
        • AC-3
        • MPEG1
        • MP3
        • MPEG2
        • AAC
        • DTS
        • ATRAC
  • 0x27 寄存器

    • [7:6]
      • 音频采样比特位长度 SS
        • Refer to Stream Header
        • 16 bit
        • 20 bit
        • 24 bit
    • [5:3]
      • 音频采样频率 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:图中说明的 0x24 和 0x25 寄存器只有在 S/PDIF 模式下有效,即是 0x26[7:6]=01 时。

Configuring Audio Using I2S

  • 直接跳到配置 I2S 流程,实现配置逻辑

  • 【芯片手册开发】Sil9136音频开发详细分析+源码实战

    • 上图已经很明显地显示出了配置出 I2S 的流程了
    • 步骤:
      1. 确保有有效的 I2S 信号进入 sil9136
      2. 设置 0x26[4] 为静音模式
        • 直接调用例程接口:SetAudioMute(AUDIO_MUTE_MUTED);
      3. 通过 0x20 来配置进来的 SD 格式
        • 【芯片手册开发】Sil9136音频开发详细分析+源码实战

          • 配置要和输入的音频配置搭配
          • 以下为个人选择
            • 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
          • 程序为:WriteByteTPI(TPI_I2S_IN_CFG, (0x80x10));
      4. 通过多次设置 0x1F 来配置每一个 SD 输入映射
        • 【芯片手册开发】Sil9136音频开发详细分析+源码实战

          • SDx与FIFOn的映射
          • 支持一对多
          • 注意:必须顺序映射,如如果要映射FIFO2,就必须先完成FIFO0和FIFO1的映射
          • 我的代码段: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. 通过设置 0x27[5:3] 来配置音频采样频率
        • 配置为48kHz:ReadModifyWriteTPI(TPI_AUDIO_SAMPLE_CTRL, 0x38, 0x18);
      6. 设置 0x21-0x25 来配置发送到HDMI的头信息
        • 【芯片手册开发】Sil9136音频开发详细分析+源码实战

          • 上图 0x21-0x25 的描述在 I2S 模式有效,即是 0x26[7:6] = 0x10
          • 主要配置两个参数
            1. 采样频率:48 kHz
            2. 采样长度:24 bits
          • 代码段
                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. 设置 0xBF-0xCD 来配置 audio infoframe
        • 这步骤先给出最终代码再分析:SetAudioInfoFrames(TWO_CHANNELS, 0x00, 0x00, 0x18, 0x00);

        • 【芯片手册开发】Sil9136音频开发详细分析+源码实战

          • 说明了配置 audio infoframe 的必要性和需要参考的文件 HDMI Specification,根据本文件说明,了解到sil9136 支持 HDMI1.4 协议,所以准备好文件《HDMI_1.4》,并找到关于 audio infoframe 的说明。

          • 图A

            • 【芯片手册开发】Sil9136音频开发详细分析+源码实战
          • 图B

            • 【芯片手册开发】Sil9136音频开发详细分析+源码实战
          • 图C

            • 【芯片手册开发】Sil9136音频开发详细分析+源码实战

            • 图Cc1,《CEA-861-D安全》

              • 【芯片手册开发】Sil9136音频开发详细分析+源码实战
            • 图Cc2,《CEA-861-D安全》

              • 【芯片手册开发】Sil9136音频开发详细分析+源码实战
          • 图D

            • 【芯片手册开发】Sil9136音频开发详细分析+源码实战
          • 结合例程源码 bool SetAudioInfoFrames 函数,得出只需要了解几个参数配置即可。

            • byte ChannelCount
              • 参照图C和图Cc1,C0…C2,选择双通道,得出值为 0x01
            • byte CodingType
              • CT0…CT3: The CT bits shall always be set to a value of 0 (“Refer to Stream Header”).即是置为0即可
            • SS
              • The SS bits shall always be set to a value of 0 (“Refer to Stream Header”). 即是置为0即可
            • Fs
              • 参考源码、0x27寄存器、图C和图Cc2
              • 推测 Fs 就是采样频率 SF0…SF2
              • B_Data[6] = (Fs >> 1) | (SS >> 6);
                • Fs在图C中的PB2[4:2],而上述代码中右移一位,所以 Fs 的值占用[5:3],参考0x27。
                • 采样频率为 48kHz,得出 Fs=x018
            • SpeakerConfig
              • 参考源码 B_Data[8] = SpeakerConfig; 得出 SpeakerConfig 为 图C中的PB4
              • 这里为 LPCM ,所以 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, 设置音频通道数,并关闭静音
        1. 代码:WriteByteTPI(TPI_AUDIO_INTERFACE_REG, AUD_IF_I2S | TWO_CHANNEL_LAYOUT | 0x01);
        2. 注意:audio inframe中的通道数配置必须和 0x26 配置的一样

总结实现

  • 得出一下代码,并把一下函数放到热插拔的插入后运行即可
/**
  * @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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