AUDIO DAC ========================================= AD16N AUDIO_DAC支持立体声和单声道，此DAC支持16bit精度。 各芯片音频性能对比情况如下： =================== ================== ============ 芯片DAC性能对比 AC104N AD16N =================== ================== ============ Output Swing(空载) 430mVrms 760mVrms SNR 83dB 97dB DR 82dB 96dB THD -70dB -82dB Noise Floor 30uVrms 11uVrms =================== ================== ============ .. centered:: 表1 AUDIO_DAC性能对比 AD16N AUDIO_DAC采样率： +----------+---------------+ |AD16N AUDIO 采样率支持情况| +----------+---------------+ |采样率 |DAC | +==========+===============+ |8000 |yes | +----------+---------------+ |11025 |yes | +----------+---------------+ |12000 |yes | +----------+---------------+ |16000 |yes | +----------+---------------+ |22050 |yes | +----------+---------------+ |24000 |yes | +----------+---------------+ |32000 |yes | +----------+---------------+ |44100 |yes | +----------+---------------+ |48000 |yes | +----------+---------------+ |64000 |yes | +----------+---------------+ |88200 |yes | +----------+---------------+ |96000 |yes | +----------+---------------+ .. centered:: 表2 AUDIO_DAC采样率支持情况 AUDIO DAC 工作模式： +-----------+----------------+----------------+------------------+----------------+ |AD16N AUDIO 工作模式 | +===========+================+================+==================+================+ |DAC |立体声 |差分 |单声道单端DACL |单声道单端DACR | +-----------+----------------+----------------+------------------+----------------+ .. centered:: 表3 AUDIO_DAC工作模式 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^ 《app_config.c》中的开机默认配置 ################################################################ Audio公共部分和AUDIO DAC包含以下配置： :: 1．vcm外挂电容； 2．vcmo0/1电压； 3．dac 模拟增益； 4．左右声道输出； Audio公共部分 **************************************************************************************************** const bool config_vcm_cap_addon：vcm外挂电容配置； 软件默认不外挂电容； 如果软件选择了外挂电容，硬件却没有电容连接，会导致音频性能大幅降低； VCM正确挂载了电容的情况下，软件悬着外挂电容会比不外挂电容音频性能更好； AUDIO DAC 部分配置 **************************************************************************************************** VCMO0/1输出电压配置，正确配置后VCMO0/1能输出一个和DAC工作电压一样的电压； 这样在耳机方案应用中，使用VCOM0/1作为公共端，可以省掉DAC输出所需的隔直电容； - bool const audio_dac_vcmo0_enable：vcmo0是否输出电压； - bool const audio_dac_vcmo1_enable：vcmo1是否输出电压； - AUDIO_VCMO_VOLTAGE const audio_dac_vcmo0_voltage：vcmo0输出电压挡位，默认为1.2v； - AUDIO_VCMO_VOLTAGE const audio_dac_vcmo1_voltage：vcmo1输出电压挡位，默认为1.2v； - AUDIO_DAC_ANA_VOL const audio_dac_analog_vol_l：DAC模拟增益，可根据枚举变量选择； - AUDIO_DAC_ANA_VOL const audio_dac_analog_vol_r：DAC模拟增益，可根据枚举变量选择； - bool const audio_dac_lpf_lenable：左声道音频输出使能； - bool const audio_dac_lpf_renable：右声道音频输出使能； - bool const audio_dac_lpf_lmute：左声道静音使能，使能后开机初始化会默认mute住DACL； - bool const audio_dac_lpf_rmute：右声道静音使能，使能后开机初始化会默认mute住DACR； *注：VCOM0 / 1也可作为AUDIO_ADC的内置偏置I/O，DAC配置VCOM0 / 1时需要与ADC互斥!* *AUDIO_ADC内置偏置使用VCOM0配置：audio_adc_mic_bias_2_vcmo0* *AUDIO_ADC内置偏置使用VCOM1配置：audio_adc_mic_bias_2_vcmo1* .. image:: a-0-0-audio-config.png :alt: "图1.1 audio config“ :align: center .. centered:: 图1.1 audio config ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^ 《audio_dac.h》中的开机默认配置 ################################################################ 在audio_dac.h的宏定里面主要有以下： - 1、四种工作模式，一种立体声，三种单声道； - 2、AUDIO DAC样点的位宽； 工作模式 **************************************************************************************************** ============== ============================================================================= 模式 详解 ============== ============================================================================= A_DAC_MONO_L 此模式DAC会将左右声道的数据合并输出到左声道，软件中的数据流依旧是双声道的； A_DAC_MONO_R 此模式DAC会将左右声道的数据合并输出到右声道，软件中的数据流依旧是双声道的； A_DAC_STERO 标准立体声模式； A_DAC_DIEF 以差分方式输出信号； ============== ============================================================================= 工作模式可根据图2.1所示，在《audio_dac.h》文件中的 **AUDAC_OUTPUT_MODE** 来选择： 位宽 **************************************************************************************************** 目前芯片支持16位位宽和24位位宽，但是SDK只支持了16位位宽； .. image:: a-audio-bit_wide.png :alt: "图2.1 audio dac 位宽“ :align: center .. centered:: 图2.1 audio dac 位宽 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^ AUDIO DAC示例 ################################################################ 如图4，有audio dac使用的示例，实例中做了以下事情： - ①　初始化测试数据流，此数据流为DAC提供样点数据； - ②　初始化AUDIO 公共部分； - ③　初始化AUDIO DAC模块，这一步完成之后audio dac就能起中断； - ④　初始化数据流句柄； - ⑤　注册数据流句柄； - ⑥　循环将ADC采样获取的样点数据打印出来。 .. image:: ad-3-1-dac-demo.png :alt: "图3.1 audio dac demo“ :align: center .. centered:: 图3.1 audio dac demo 开打AUDIO DAC硬件 **************************************************************************************************** - ①　初始化AUDIO公共部分； - ②　初始化AUDIO DAC部分； .. image:: ad-3-2-dac-init.png :alt: "图3.2 audio dac 初始化“ :align: center .. centered:: 图3.2 audio dac 初始化 关闭AUDIO DAC硬件 **************************************************************************************************** - ①　关闭AUDIO DAC数字部分； - ②　关闭AUDIO DAC模拟部分； .. image:: ad-3-3-dac-off.png :alt: "图3.3 关闭audio dac“ :align: center .. centered:: 图3.3 关闭audio dac 关闭AUDIO DAC与AUDIO硬件 **************************************************************************************************** - ①　关闭AUDIO DAC数字部分； - ②　关闭AUDIO DAC模拟部分； - ③　关闭AUDIO硬件的数字部分； - ④　关闭AUDIO硬件的模拟部分； - ⑤　关闭AUDIO的时钟； 注：从上面第③步开始关闭了AUDIO公共部分后，包含AUDIO DAC和AUDIO ADC在内的所有AUDIO部分将不能再工作！ .. image:: ad-3-4-dac-all-off.png :alt: "图3.4 关闭audio dac & audio公共部分“ :align: center .. centered:: 图3.4 关闭audio dac & audio公共部分 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^ AUDIO 全关闭示例 ################################################################ - ①　关闭AUDIO DAC数字部分； - ②　关闭AUDIO DAC模拟部分； - ③　关闭AUDIO ADC数字部分; - ④　关闭AUDIO ADC模拟部分; - ⑤　关闭AUDIO硬件的数字部分； - ⑥　关闭AUDIO硬件的模拟部分； - ⑦　关闭AUDIO的时钟； .. image:: a-audio-all-off.png :alt: "图4.1 全面audio“ :align: center .. centered:: 图4.1 全面audio ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^ AUDIO DAC管理架构 ################################ AD16N内置DAC，此DAC支持16/24bit精度，支持立体声和单声道，最高支持96k采样率；DAC固件管理框架同时支持最多2路DAC数据流输出。 AUDIO DAC相关的源代码文件： :: apps/app/bsp/common/audio/audio_dac_api.c apps/app/bsp/cpu/uc03/audio_dac_cpu.c apps/include_lib/audio/audio_dac_api.h apps/include_lib/cpu/uc03/audio_dac.h 下图是Audio DAC 管理框架对应的结构体。 .. image:: ad-5-1-dac-mag.png :alt: "图5.1 audio dac管理框架“ :align: center .. centered:: 图5.1 audio dac管理框架 AUDIO DAC主要有以下函数： :: void dac_mode_init(u16 vol) void dac_init_api(u32 sr) void dac_sr_api(u32 sr) void dac_off_api(void) void fifo_dac_fill(u8 *buf, u32 len, AUDIO_TYPE type) u8 stereo_dac_vol(char set, u8 vol_l, u8 vol_r) u8 dac_vol(char set, u8 vol) bool dac_mute(bool mute) bool regist_dac_channel(void *psound, void *kick) bool unregist_dac_channel(void *psound) bool dac_cbuff_active(void *sound_hld) void dac_kick(void *sound_hld, void *pkick) void audio_dac_analog_vol(AUDIO_DAC_ANA_VOL vol_l, AUDIO_DAC_ANA_VOL vol_r) void audio_amux_analog_vol(AUDIO_DAC_AUMX_VOL vol_l, AUDIO_DAC_AUMX_VOL vol_r) AUDIO DAC驱动模式 **************************************************************************************************** AUDIO DAC主要有下面几种驱动模式； 立体声 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^ .. image:: ad-5-2-dac-st.png :alt: "图5.2 audio dac 立体声“ :align: center .. centered:: 图5.2 audio dac 立体声 差分单声道 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^ .. image:: ad-5-3-dac-diff.png :alt: "图5.3 audio dac 差分输出“ :align: center .. centered:: 图5.3 audio dac 差分输出 单声道单端直推 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^ .. image:: ad-5-4-dac-sig.png :alt: "图5.4 audio dac单端直推“ :align: center .. centered:: 图5.4 audio dac 单端直推 AUDIO DAC共VCM0模式 **************************************************************************************************** AC16N有VCMO0 和VCOM1引脚能输出一个和DAC工作电压一样的电压; 正确配置后VCMO0/1能输出一个和DAC工作电压一样的电压，这样在耳机方案应用中，使用VCOM0/1作为公共端，可以省掉DAC输出所需的隔直电容, 配置方法参考本章的配置章节的内容。 下图是利用VCMO做公共端时的连接方式。 .. image:: ad-5-5-dac-vcm0.png :alt: "图5.5 audio dac共 VCM0模式“ :align: center .. centered:: 图5.5 audio dac 共VCM0模式 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^ AUDIO DAC相关函数 ################################ 函数void dac_mode_init(void) **************************************************************************************************** 此函数实现对DAC管理结构体和相关解码参数进行初始化，开机初始化调用一次即可。 函数void dac_init_api(u32 sr) **************************************************************************************************** 此函数实现对DAC硬件资源和相关寄存器进行初始化，此处会根据dac.h文件中宏定义DAC_CURR_MODE的值来选择开启DAC工作模式，开机初始化调用一次即可，其中参数： :: 1、sr：采样率，具体传参，参考表本章表15.1； 函数dac_sr_api(u32 sr) **************************************************************************************************** 采样率设置函数： :: 1、sr：采样率，具体传参，参考表本章表15.1； 函数void dac_off_api(void) **************************************************************************************************** 关闭dac数字部分的函数。 函数u8 stereo_dac_vol(char set, u8 vol_l, u8 vol_r) **************************************************************************************************** 音量设置函数： :: 1、set： ①　‘+’，增大一格数字音量； ②　‘-’，减小一个数字音量； ③　‘r’，返回当前数字音量； ④　0，传入0，直接将数字音量设置另一参数vol的值； 2、vol_l：左声道音量，0-31，当set为0时，直接设置为此音量，最大值为31； 3、vol_r：右声道音量，0-31，当set为0时，直接设置为此音量，最大值为31； 4、返回值： 当前设置的数字音量值； 函数u8 dac_vol(char set, u8 vol) **************************************************************************************************** 音量设置函数： :: 1、set： ①　‘+’，增大一格数字音量； ②　‘-’，减小一个数字音量； ③　‘r’，返回当前数字音量； ④　0，传入0，直接将数字音量设置另一参数vol的值； 2、vol：0-31，当set为0时，直接设置为此音量，最大值为31； 3、返回值： 当前设置的数字音量值； 函数bool dac_mute(bool mute) **************************************************************************************************** 静音函数： :: 1、mute： ①　1，静音； ②　0，解除静音； 2、返回值： 暂无意义； 函数函数bool regist_dac_channel(void \*psound, void \*kick) **************************************************************************************************** 注册数据流到AUDIO DAC管理框架中： :: 1、psound：sound_out_obj指向的sound数据流； 2、kick： 触发函数； 3、返回值： 成功 true； 失败 false； 函数函数bool unregist_dac_channel(void \*psound) **************************************************************************************************** 将数据流从AUDIO DAC中注销掉： :: 1、psound：需要注销的sound_out_obj类型的数据流； 2、返回值： 成功 true； 失败 false； 函数void fifo_dac_fill(u8 \*buf, u32 len, AUDIO_TYPE type) **************************************************************************************************** 此函数实现将解码后的音频样点数据经过处理后推给DAC的缓存buf使DAC进行转换，其中参数： :: 1、buf：DAC即将要进行转换的解码样点数据缓存buf； 2、len：该buf的大小，默认为1k个byte，存有512个样点； 3、type： 数据流来源； 该接口实现将解码后的样点数据（存放于dac_mge.sound[i]->p_obuf中）经过处理后输出至DAC。DAC支持16bit精度，一个样点为2个byte。其具体操作如下： - ①　DAC转换一次后，会在转换结束后调用该接口将新的数据样点传给DAC； - ②　该接口首先会找到正在解码播放的通道，并读取该解码器解码出来的样点buf； - ③　rptr[i]是解码读出的一个原始样点数据，可以读取该数组获得数据； - ④　sp_buf[sp_cnt]是经过音量处理后的样点数据，可以读取该数组获得数据； - ⑤　sp_buf[sp_cnt]中的数据为最终DAC进行转换的样点数据； - ⑥　待样点数据全部处理完后，启动kick继续进行下一轮DAC转换； 函数void audio_dac_analog_vol(AUDIO_DAC_ANA_VOL vol_l, AUDIO_DAC_ANA_VOL vol_r) **************************************************************************************************** AUDIO DAC 模拟增益： :: 1、vol_l：左声道增益； 2、vol_r：右声道增益； 函数void audio_amux_analog_vol(AUDIO_DAC_AUMX_VOL vol_l, AUDIO_DAC_AUMX_VOL vol_r) **************************************************************************************************** AUDIO LINEIN模拟直通DAC的模拟增益： :: 1、vol_l：左声道增益； 2、vol_r：右声道增益；