音频接口IIS实训

音频接口IIS实训第1页，课件共18页，创作于2023年2月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。第2页，课件共18页，创作于2023年2月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。第3页，课件共18页，创作于2023年2月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。第4页，课件共18页，创作于2023年2月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。第5页，课件共18页，创作于2023年2月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。第6页，课件共18页，创作于2023年2月音频接口IIS接口(IntegrateInterfaceofSound)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/RightCLOCK)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。第7页，课件共18页，创作于2023年2月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。第8页，课件共18页，创作于2023年2月IIS接口电路第9页，课件共18页，创作于2023年2月处理器中与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。第10页，课件共18页，创作于2023年2月与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。第11页，课件共18页，创作于2023年2月IISCON控制寄存器设置第12页，课件共18页，创作于2023年2月IISMOD模式寄存器设置第13页，课件共18页，创作于2023年2月IISPSR分频寄存器设置第14页，课件共18页，创作于2023年2月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(UnifiedAudioModel)。第15页，课件共18页，创作于2023年2月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IIS总线上；如果音频平均按采样频率44．1kHz、16位字长、左右2声道计算，码流为1.411Mbps，通常在1～3Mbps，所以采用DMA传输十分必要。第16页，课件共18页，创作于2023年2月时钟配置第17页，课件共18页，创作于2023年2月#definerGPBCON(*(volatileu