Linux下IIS音频设备编程与控制原理

"本文介绍了Linux环境下IIS接口控制原理和音频设备编程的相关知识，涉及IIS总线控制器的结构和工作模式，以及音频信号的数字化过程。" 在Linux系统中进行音频设备编程，需要理解音频信号的数字化过程以及与硬件交互的关键——IIS接口。IIS（Inter-IC Sound）接口是一个广泛应用于音频设备的标准，它允许微处理器与外部音频编解码器通信，以传输音频数据。S3C2410X芯片内置的IIS控制器支持8/16位立体声音频数据，并提供多种数据格式。 IIS接口有三种工作模式： 1. **正常传输模式**：在这个模式下，FIFO（先进先出）缓存的空闲或满状态由IISCON寄存器的第7位控制。当FIFO为空，CPU需填充数据；当FIFO非空，可以继续传输。同样，接收数据时，FIFO满则需要CPU处理，否则可以持续接收。 2. **DMA（Direct Memory Access）模式**：在DMA模式中，数据传输的控制权交给DMA控制器。当FIFO满时，由DMA控制器负责处理数据。此模式通过设置IISFCON寄存器激活，并由IISCON寄存器的第4位和第5位控制。 3. **传输/接收模式**：在这一模式下，IIS接口能同时进行数据的发送和接收，适合处理双向音频流。 IIS总线控制器的结构包括两个5比特预除器（IPSR）、16字节FIFO（分别用于发送和接收）、主IISCLK时钟发生器、通道状态机（CHNC）和16比特移位寄存器（SFTR）。这些组件协同工作，确保音频数据的高效传输和处理。 了解音频信号的基础知识也很重要。音频信号通常以模拟形式存在，但要进行计算处理，必须转换为数字信号。这个过程包括**采样**和**量化**两个步骤。采样是按照固定时间间隔获取模拟信号的幅度，而量化是将采样值转换为数字值。根据奈奎斯特定理，采样频率应至少是信号最高频率的两倍以避免失真。常见的采样频率有8kHz到48kHz不等。**量化**则决定了模拟信号的动态范围，量化位数越高，还原的音频质量越好，但所需存储空间也更大。 在Linux下编程音频设备时，需要掌握ALSA（Advanced Linux Sound Architecture）库，它提供了丰富的API接口来控制音频设备，进行音频数据的读写，以及管理缓冲区和中断处理。此外，还需要熟悉如MPlayer这样的媒体播放器的移植和配置，以便在嵌入式Linux系统上实现音频播放功能。 通过学习上述内容，开发者能够理解和实现Linux系统下的音频设备编程，包括创建、读写音频文件，以及控制IIS接口进行音频数据传输，从而实现音频播放、录制等功能。