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基于 IIS 总线的嵌入式音频系统设计
嵌入式音频 系统广泛应用于 GPS 自动导航、 PDA 、3G 手机等嵌入式领域,但目前国内在这方面的研究较
少。音频系统设计包括软件设计和硬件设计两方面,在硬件上使用了基于 IIS 总线 的音频系统体系结构。
IIS(Inter-IC Sound bus) 是菲利浦公司提出的串行数字音频总线协议。目前很多音频芯片和 MCU 都提
供了对 IIS 的支持。
在软件上,作为一个功能复杂的嵌入式系统,需要有嵌入式操作系统支撑。 Linux 是一个源代码开放的类
UNIX 系统,由于其具有内核可裁剪性,且提供对包括 ARM 、PPC 在内的多种嵌入式处理器的支持,所以
广泛应用于嵌入式高端产品中。 虽然 Linux 提供了众多 API 来降低驱动程序制作的复杂度,但是由于音频
应用对实时性有很高的要求,且需要处理的数据量较大,所以必须合理分配资源,使用合适的算法。本文
针对三星公司的 S3C44B0 ARM 处理器构造了基于 IIS 的音频系统,并介绍了该音频系统基于 Linux2.4.0
内核的驱动程序构造技术。
1 硬件体系结构
IIS 总线只处理声音数据。其他信号 (如控制信号 ) 必须单独传输。为了使芯片的引出管脚尽可能少, IIS 只
使用了三根串行总线。这三根线分别是:提供分时复用功能的数据线、字段选择线 (声道选择 ) 、时钟信号
线。
在三星公司的 ARM 芯片中,为了实现全双工模式,使用了两条串行数据线,分别作为输入和输出。此外
三星公司的 IIS 接口提供三种数据传输模式:
·正常传输模式。 此模式基于 FIFO 寄存器。该模式下 CPU 将通过轮询方式访问 FIFO 寄存器,通过 IISCON
寄存器的第七位控制 FIFO 。
·DMA 模式。此模式是一种外部设备控制方式。 它使用窃取总线控制权的方法使外部设备与主存交换数据,
从而提高系统的吞吐能力。
在三星公司的 ARM 芯片中有 4 个通道 DMA 控制器用于控制各种外部设备,其中 IIS 与其他串行外设共
用两个桥联 DMA(BDMA) 类型的 DMA 通道。通过设置 CPU 的 IISFCON 寄存器可以使 IIS 接口工作在
DMA 模式下。此模式下 FIFO 寄存器组的控制权掌握在 DMA 控制器上。当 FIFO 满时,由 DMA 控制器
对 FIFO 中的数据进行处理。 DMA 模式的选择由 IISCON 寄存器的第四和第五位控制。