AD2410的使用總結

AD2410開發說明

AD2410的A2B總線

A2B總線具有提供同步時鐘，傳輸數據，總線供電等功能。外設爲A2B總線的MASTER提供BCLK,SYNC時鐘信號，MASTER通過總線爲SLAVE提供時鐘信號。A2B總線的一個超級幀的頭部爲同步控制幀，包含了I2C的下行數據和CRC校驗碼。中間有一個同步響應幀，包含I2C的上行數據,CRC校驗碼和IRQ數據。一個超級幀的時間長度爲一個SYNC週期。SLAVE序號越大，該節點上傳的數據越靠前，下行數據越靠後。

MASTER喚醒

當MSTR引腳爲高電平且VIN電壓大於3.7V時，MASTER已經POWER UP，在等待SYNC信號的到來。在外部供給SYNC信號時，MASTER將時鐘信號在PLL中倍頻鎖存，這個過程最多需要25ms。這之後，MSATER已經可以通過I2C總線進行編程配置了。MASTER的I2C設備地址爲:

                                                                      I2C地址位圖

當把ADR2和ADR1都拉低時，外圍器件訪問MASTER的地址就爲0x68，時序爲典型的I2C總線時序，需要注意的是，MASTER設備在I2C總線上總是作爲SLAVE存在。

在MASTER進入等待編程狀態後，會產生IRQ信號，使得IRQ引腳由低變高。

/*等待AD2410啓動*/

         while(gpio_read(PING_CFG,PING2)==0 );      //等待IRQ信號

         tmp= I2C0SlaveRegRead(1,AD2410_I2C_ADDR,0x16);             //讀中斷狀態寄存器

         if(tmp& 0x80) //判斷中斷類型是否爲MASTER產生

                  {

                          tmp= I2C0SlaveRegRead(1,AD2410_I2C_ADDR,0x17); //獲取中斷號

                          if(tmp!= 0xff)

                                   return0;

                  }

到這裏，MASTER已經喚醒並且可編程。

SLAVE喚醒

在喚醒MASTER之後，在喚醒SLAVE之前需要給SLAVE供電，也就是幻想供電。需要先設置主機響應週期，然後置位newstrict = 1，之後使能MASTER的幻想電源。這裏需要注意的是：如果幻想電源在本節點禁用了，不管是MASTER還是SLAVE，該節點之後的所有節點都將處於掉電狀態。

I2C0SlaveRegWrite(1,AD2410_I2C_ADDR,0x0f,AD2410_MASTER_RESCYCLE);         //設置主機響應週期數

I2C0SlaveRegWrite(1,AD2410_I2C_ADDR,0x12,0x01);         //設置newstrict=1

I2C0SlaveRegWrite(1,AD2410_I2C_ADDR,0x09,0x01);         //幻想電源使能

在SLAVE上電之後，需要將MASTER的INTMSK2寄存器從屏蔽發現SLAVE中斷狀態轉換到其他狀態，然後設置SLAVE的響應週期，之後等待發現SLAVE的IRQ信號在MASTER產生。

I2C0SlaveRegWrite(1,AD2410_I2C_ADDR,0x1d,0x01);   //INTMSK2

count = 0;

I2C0SlaveRegWrite(1,AD2410_I2C_ADDR,0x13,slave_rescycle[count]);         //slave0的響應週期

while(gpio_read(PING_CFG,PING2) ==0 );      //等待IRQ信號

tmp =I2C0SlaveRegRead(1,AD2410_I2C_ADDR,0x16);

if(tmp & 0x80) //判斷中斷類型

         {

                  tmp= I2C0SlaveRegRead(1,AD2410_I2C_ADDR,0x17); //tmp = 0x18表示找到slave

         }

ret =I2C0SlaveRegWrite(1,AD2410_I2C_ADDR,0x09,0x21);         //mode= 2 ,幻想電源使能

MASTER和SLAVE的響應週期計算：

                                             響應週期與TDM模式和通道大小的關係表

下面舉個例子：

一個A2B系統上有5個節點，8個上行SLOT，6個下行SLOT。那麼他的MASTER得響應週期爲：

MSTR_RESPCYCS> TRUNC ((6*25 + 64 +3)/4) + 1 + 4*(4-1)

MSTR_RESPCYCS> 67

MSTR_RESPCYCS< 248 - TRUNC ((8*25 + 64 +3)/4)

MSTR_RESPCYCSMSTR_RESPCYCS< 182

SLAVE的響應週期爲：

SLV_RESPCYCS[n]= MSTR_RESPCYCS - (4 × n)，n表示SLAVE的序號。

SLAVE初始化

先通過I2C總線在MASTER上設置要通信的SLAVE序號

I2C0SlaveRegWrite(1,AD2410_I2C_ADDR,0x01,count);         //選擇slave count = 0;

然後通過I2C訪問MASTER來使用A2B來訪問SALVE,這裏I2C的地址爲0x69

I2C0SlaveRegWrite(1,AD2410_SLAVEI2C_ADDR,0x0a,bcdnslots[count]);         //BCDNSLOTS = 0

然後設置SALVE節點的本地下行SLOTS和剩餘下行SLOTS

I2C0SlaveRegWrite(1,AD2410_SLAVEI2C_ADDR,0x0b,ldnslots[count]);//本地node下行slots

I2C0SlaveRegWrite(1,AD2410_SLAVEI2C_ADDR,0x0d,dnslots[count]);//本節點後剩餘下行slots

之後設置SLAVE節點的本地上行SLOTS和之前上行SLOTS

I2C0SlaveRegWrite(1,AD2410_SLAVEI2C_ADDR,0x0c,lupslots[count]);//本地node上行slots

I2C0SlaveRegWrite(1,AD2410_SLAVEI2C_ADDR,0x0e,upslots[count]);//本節點之前上行slots

設置SLAVE節點的外圍器件的I2C地址,默認爲0x50,外圍器件主要是來自動初始化SLAVE。

I2C0SlaveRegWrite(1,AD2410_I2C_ADDR,0x00,0x50);         //設置外圍器件的I2C地址

在這之後，進行SLAVE節點的I2S格式設置,測試中是使用PDM格式的mic進行測試的。

I2C0SlaveRegWrite(1,AD2410_SLAVEI2C_ADDR,0x41,0x71);         //I2S配置爲上升沿爲幀的開始，EARLY=1,16bit，TDM4

I2C0SlaveRegWrite(1,AD2410_SLAVEI2C_ADDR,0x43,0x00);         //reduce = 0,I2SRATE = 1xSFF

I2C0SlaveRegWrite(1,AD2410_SLAVEI2C_ADDR,0x46,0x00);         //0個移位

I2C0SlaveRegWrite(1,AD2410_SLAVEI2C_ADDR,0x42,0x09);         //I2SCFG,I2S,數據不交叉,RX0EN不使能，TX0EN使能，RX1EN，TX1EN不使能

I2C0SlaveRegWrite(1,AD2410_SLAVEI2C_ADDR,0x44,0x00);         //TX移位0個TDM時隙

I2C0SlaveRegWrite(1,AD2410_SLAVEI2C_ADDR,0x45,0x00);         //RX移位0個TDM時隙

I2C0SlaveRegWrite(1,AD2410_SLAVEI2C_ADDR,0x47,0x01);         //禁用PDM1，使能PDM0

如果需要對SLAVE外圍器件做初始化，也可以通過A2B總線來進行訪問。

在之前的基礎上，先將MASTER的0x01地址的寄存器上的PERI置1，NODE選擇相應的SLAVE序號，然後通過I2C訪問A2B的形式來訪問SLAVE的外圍器件。如果沒有，可以忽略這步。

I2C0SlaveRegWrite(1,AD2410_I2C_ADDR,0x01,count|(1<<5));         // PERI置1

I2C0SlaveRegWrite(1,AD2410_SLAVEI2C_ADDR,reg_addr,data);//訪問外圍器件相應的地址

 

MASTER初始化

在完成所有的SLAVE初始化後,進行MASTER的初始化工作。先設置MASTER的上行和SLAVE下行SLOTS。

I2C0SlaveRegWrite(1,AD2410_I2C_ADDR,0x0d,AD2410_DNSLOTS);         //master的下行DNSLOTS

I2C0SlaveRegWrite(1,AD2410_I2C_ADDR,0x0e,AD2410_UPSLOTS);         //slave的上行總UPSLOTS

這之後進行MASTER的I2S數據流格式設置

I2C0SlaveRegWrite(1,AD2410_I2C_ADDR,0x41,0x52);         //I2S配置爲上升沿爲幀的開始，EARLY=1,16bit，TDM8

I2C0SlaveRegWrite(1,AD2410_I2C_ADDR,0x44,0x00);         //TX移位0個TDM時隙

I2C0SlaveRegWrite(1,AD2410_I2C_ADDR,0x45,0x00);         //RX移位0個TDM時隙

I2C0SlaveRegWrite(1,AD2410_I2C_ADDR,0x42,0x09);         //I2SCFG，I2S,數據不交叉，RX0EN，TX0EN使能，RX1EN，TX1EN不使能

I2C0SlaveRegWrite(1,AD2410_I2C_ADDR,0x10,0x22);         //UP和DN都是16bit

I2C0SlaveRegWrite(1,AD2410_I2C_ADDR,0x11,0x03);         //使能UP和DN

I2C0SlaveRegWrite(1,AD2410_I2C_ADDR,0x12,0x01);         //設置newstrict=1

A2B音頻數據傳輸解析

下面已兩個SLAVE和一個MASTER爲例。

在他們都初始化後進行正常工作後，A2B中的音頻數據順序爲

                                                             A2B數據流圖

在PDM格式中，單聲道數據會佔據64bit空間，以16bit爲例的話就是4個SLOT,這樣的話，兩個SLAVE都用PDM的話就是8個SLOT,爲方便起見，將下行數據也設置爲8個SLOT，當然，下行SLOTS可以設置爲實際需要的數量。在A2B數據流中，前4個SLOT爲SLAVE1的數據，後4個SLOT爲SLAVE0的數據。在SLAVE1的數據中，DN0爲實際可用的16bit音頻數據流，而其他3個SLOT都爲0。

A2B數據傳輸延遲

                                                                               A2B傳輸延時圖

在上圖中，MASTER的數據到達SLAVE需要經過這樣的過程：MASTER->A2B總線->SLAVE,也就是說從MASTER到最近的SLAVE0也需要兩個SYNC的週期，SLAVE序號增加1，所需時間也會增加一個SYNC週期。

TDM傳輸

在MASTER與DSP數據交互時，接口採用I2S/TDM,也就是說將I2S數據以TDM的形式進行傳輸。以8個上行和下行SLOT爲例。DSP需要給MASTER提供的時鐘分別爲：SYNC = 48k,BCLK=16bit*8*48k=6.144M。在TDM數據流中，數據也是以一個SLOT爲單位進行傳輸。在一個SYNC時鐘週期內將8個SLOT數據傳輸完畢。I2S格式中，接收數據爲BCLK的上升沿，發送數據爲BCLK的下降沿，數據在同步信號到來後的一個BCLK後開始傳輸。MASTER和DSP需要設置成相同的形式。TDM的同步信號需要設置成一樣的模式。比如在DSP中設置成脈衝模式，在MASTER中也要設置成相同的脈衝模式。而在SLAVE端則不受限制。

 

系統初始化流程圖

左右聲道數據分開

如上圖所示，INTERLEAVED時，左右聲道是左聲道爲TX0，右聲道爲TX1。在NON-INTERLEVED時，是TX0和TX1都是左右聲道交叉傳輸。這一特性可以在使用32bit的TDM2的PDM麥克風時，在只使用一個MIC時，節約一個slot，在DSP終端實現多從機的傳輸，提高傳輸效率。