TMS320C54xx與TLV320AIC24型編解碼器的接口設(shè)備
關(guān)鍵詞：DSP；TMS320C54xx；TLV320AIC24；接口，DMA
1 前言
TMS320C54xx是TI公司生產(chǎn)的具有較高性價(jià)比的DSP系列，采用高性能的改進(jìn)型哈佛總線結(jié)構(gòu)；內(nèi)含一個(gè)40bit的算術(shù)邏輯單元（包括一個(gè)40bit的筒形移位器和兩個(gè)獨(dú)立的加法器）、軟件可編程等待狀態(tài)發(fā)生器以及可編程分區(qū)轉(zhuǎn)換邏輯電路；同時(shí)帶有內(nèi)部振蕩器或用外部時(shí)鐘源的片內(nèi)鎖相環(huán)（PLL）時(shí)鐘發(fā)生器；該DSP帶有全雙工串行口，支持8位或16位傳送；同時(shí)帶有時(shí)分多路串行口、緩沖串行口、16位可編程定時(shí)器、8位并行主機(jī)接口等；可用外部總線進(jìn)行關(guān)斷控制，以斷開(kāi)外部數(shù)據(jù)總線、地址總線和控制信號(hào)；數(shù)據(jù)總線具有總線保持特性。
TI公司的TLV320AIC24型多媒體數(shù)字信號(hào)編解碼器則可提供時(shí)分復(fù)用串行口（SMARTDM），并可用一個(gè)先進(jìn)的TDM格式同步4線串行口以優(yōu)化DSP的性能，從而實(shí)與流行DSP（如C5000、C6000）和微控制器的無(wú)縫連接。SMARTTDM提供了連續(xù)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換和再配置編程兩種模式（ADC/DAC和控制數(shù)據(jù)），可使TLV320AIC24 DSP編碼器和DSP數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換的帶寬最大化（只對(duì)ADC/DAC數(shù)據(jù)）。在一般的操作中，它會(huì)自動(dòng)發(fā)現(xiàn)串行接口中的編碼個(gè)數(shù)并調(diào)整時(shí)鐘數(shù)以與編碼數(shù)據(jù)相匹配。而在TURBO操作中，它可以保持相同的時(shí)鐘數(shù)值，但位轉(zhuǎn)換率最大到達(dá)25MHz，允許其他的DSP外圍串行器件在相同的采樣周期內(nèi)分離相同的串行總線。TLV320AIC24支持任意基于SMARTDM的器件級(jí)聯(lián)，實(shí)現(xiàn)多通道編碼（最多可有8路TLV320AIC24編碼級(jí)聯(lián)到單個(gè)串行口），它所支持的3種串行口配置為單機(jī)主、單機(jī)從和級(jí)聯(lián)主從模式。
TLV320AIC24還提供兩種16位Σ-△A/D通道和16位Σ-△D/A通道，可連接到手機(jī)、耳機(jī)、麥克風(fēng)等外部設(shè)備；其嵌入的模擬和數(shù)字側(cè)音、反偏濾波器、可編程輸入輸出增益控制等電路楞為麥克風(fēng)提供前置放大和150Ω負(fù)載、硬件/軟件控制的掉電模式等功能；TLV320AIC24具有和TMS320C54xX完全兼容的電源電壓；其可編程最高采樣率達(dá)26ks/s（用片上IIR/FIR濾波器）和104ks/s（用IRR/FIR側(cè)通）；在8ks/s的采樣率下，它們的片上FIR可產(chǎn)生87dB的動(dòng)態(tài)范圍（對(duì)ADC）和92dB的動(dòng)態(tài)范圍（對(duì)DAC）；ADC和DAC濾波器符合G.711和G.722協(xié)議。此外，TLV320AIC24還提供了一個(gè)靈活的主機(jī)接口（一個(gè)可以編程為標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)I2C總線協(xié)議或S2C總線協(xié)議的2位串行口）。
2 硬件接口
DSP McBSP和TLV320AIC24的接口方式為4路SMARTDM信號(hào)，分別為幀同步、串行數(shù)據(jù)輸出、串行數(shù)據(jù)輸入和時(shí)鐘源，它們分別連接到FSX/FSR、DR、DX、CLKX/CLKR。在級(jí)聯(lián)模式下，DSP可通過(guò)主器件的FS端接收幀同步信號(hào)，主器件的FDS端連接到第一級(jí)從器件的FS端，而將第一級(jí)從器件的FSD連接到第二級(jí)從器件的FS端，如此類推。最后一級(jí)的FSD通過(guò)電阻器連接到3.3V電源輸入端。圖1給出級(jí)聯(lián)TLV320AIC24和DSP的連接方式。
3 軟件編程
TLV320AIC24的每一個(gè)通道都含有6個(gè)控制寄存器，可以編程所需的操作模式。在控制幀模式下，通過(guò)DIN引腳可以對(duì)所有的寄存器進(jìn)行編程。在一個(gè)幀同步延時(shí)后，新的配置生效。上電后，TLV320AIC24被默認(rèn)為編程模式。設(shè)置控制寄存器1到第6位可用于轉(zhuǎn)換連續(xù)數(shù)據(jù)模式。如果采用15+1數(shù)據(jù)格式，那么，把DIN的最低位設(shè)置成1可將連續(xù)數(shù)據(jù)傳輸模式轉(zhuǎn)換成編程設(shè)置模式。其格式如下：
其中，D15-D13位為控制寄存器地址，操作時(shí)可與位D7-D0所攜帶的數(shù)據(jù)一塊寫入；位D12用于確定對(duì)所尋址寄存器的讀寫；位D11用來(lái)確定是否選擇廣播模式；位D10-D8永遠(yuǎn)設(shè)置為1。
下面給出編碼器寄存器的編程例子。其中，DSP通過(guò)DMA連接到SMARTDM以對(duì)TLV320AIC24進(jìn)行初始化。DMA是指在不需要CPU干預(yù)的情況下，在映射存儲(chǔ)區(qū)的不同區(qū)間傳輸數(shù)據(jù)的技術(shù)。DMA可支持上存儲(chǔ)器、片上外設(shè)（包括EHPI8）或是外部設(shè)備間無(wú)CPU負(fù)責(zé)的獨(dú)立數(shù)據(jù)交換。
（1）初始化
SeriaIPortOInit(); //串行口初始化TLV320AIC24
DMAC_init(); //DMA初始化
DMAC_ch_enable(DMAC_CH_0);
DMAC_ch_enable(DMAC_CH_1);
*IMR=DMAC0 |DMAC1; //開(kāi)DMA中斷
*IFR=0xffff;
SeriaIPort0_TXRX_Enable(); //重新設(shè)置串行口0配置函數(shù)
Asm(" rsbx intm"); //使能中斷
......;
(2)DMA0中斷服務(wù)子程序，進(jìn)行數(shù)據(jù)接收
interrupt void DMAC0_isr()
{if (mode==1)
{if(rx_full==0)
{if(receive==0)
{*(DMSA)=0;//配置通道0
*(DMSDI)=(unsigned short)MCBSP0_DRR1;//通道源地址寄存器配置為MCBSP0的數(shù)據(jù)接收寄存器的地址//
*(DMSDI)=(unsigned short)dmac_ch0B;//DMDST0
.0通道目標(biāo)地址寄存器
*(DMSDI)=0x07; //DMCTR0.0通道單元計(jì)數(shù)器寄存器
*(DMSDI)=0x1000;//DMMCR0-0通道傳輸模式控制寄存器
receive=1;
}
else
{......;
receive=0;}
dmacount0++;
rx_full=1;}
DMAC_ch_enable(DMAC_CH_0);//使能DMA通道0
}
else
{if(frame>=4)
{......; //配置通道0
}
else
{......; //配置通道0
}
DMAC_ch_enable(DMAC_CH_0);//通道0使能
}}
（3）用DMA初始化TLV320AIC24子程序
short dmc_ctrl[CTRL_BUF_SIZE]={0,0,0,0,
AIC_RESETs,0,0,0,0,0,0,AIC_Ms,AIC_NFs,
AIC_DACs,AIC_MUTE_SITONs,0,0,0,0,
AIC_CH1_IN,AIC_CH2_IN,AIC_CH1_IN,
AIC_CH2_IN,0,0,0,0,AIC_CH1_OUT,
AIC_CH2_OUT,AIC_CH1_OUT,AIC_CH2_OUT,0,0,
0,0,AIC_ADCs,AIC_16BITs,0,0};
void DMAC_init()
{*(DMPREC)=0x8380;配置通道優(yōu)先工作寄存器，初始化所有通道為禁止和低優(yōu)先級(jí)
//設(shè)置通道0
......
//設(shè)置通道1
*(DMSA)=5;
*(DMSDI)=(unsigned short)dmac_ctrl+1;//通道1源地址寄存器
*(DMSDI)=(unsigned short)MCBSP0_DXR1;//通道1目標(biāo)地址寄存器配置為MCBSP0的數(shù)據(jù)發(fā)送寄存器//
......
//設(shè)置單元和幀地址索引寄存器0
......
}
4 結(jié)束語(yǔ)
本文介紹的硬件設(shè)計(jì)方法和軟件編程可以完成語(yǔ)音信號(hào)的采集與回放，從而實(shí)現(xiàn)語(yǔ)音數(shù)據(jù)的采集、處理和存儲(chǔ)等功能。該方案能夠滿足主流語(yǔ)音處理產(chǎn)品的要求，可以廣泛應(yīng)用在各種相關(guān)設(shè)備中。
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