应用实战精解系列（八）：RVB2601麦克风录音测试

2022-02-18 625

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简介： 芯片开放社区（OCC）面向广大开发者推出应用实战系列内容，通过分享开发者实战开发案例，总结应用开发经验，梳理开发中的常见问题及解决方案，为后续参与的开发者提供更多参考与借鉴。

上期内容，我们学习了如何通过集成于RVB2601的W800实现Wi-Fi联网，并进行了以太网通讯测试，带大家直观了解了RVB2601 Wi-Fi功能的使用方法。本期我们将为大家带来RVB2601另一基础功能的教程，即通过ES7210进行麦克风数字化采样。

01 概述

RVB2601采用ES7210进行麦克风的数字化采样。本次测试，学习使用I2S接口从ES7210中进行一定时间的麦克风音频数据采集和暂存。

02 驱动描述

2.1 硬件接口原理

CH2601采用I2C接口完成ES7210的配置，采用I2S接口读取ES7210的转换数据，其接口如图所示。

序号	ES7210	GPIO
1	I2C SCL	PA8（I2C0_SCL）
2	I2C SDA	PA9（I2C0_SDA）
3	ADC MCLK	PA10（I2S0_MCLK）
4	ADC BCLK	I2S4_SCLK
5	ADC LRLK	I2S4_LSCLK
6	ADC DAT1	I2S4_DATA
7	ADC DAT2	I2S5_DATA

2.2 软件驱动设计 CODEC

CODEC在这里指的是同时具有D/A（数字讯号转换成模拟讯号）和A/D（模拟讯号转换成数字讯号）转换功能的编解码器，播放音乐的时候用到的是D/A转换功能。在录音的时候用到的是A/D转换功能。

在接口中，D/A指的是输出通道，A/D指的是输入通道。我们这里主要使用AD的输入通道

本次使用CODEC的CSI接口如下所示：

函数	说明
csi_codec_init	CODEC设备初始化
csi_codec_uninit	CODEC设备去初始化
csi_codec_input_open	CODEC输入通道打开
csi_codec_input_config	CODEC输入通道配置
csi_codec_input_analog_gain	CODEC输入通道设置模拟增益
csi_codec_input_start	CODEC接收输入音频流
csi_codec_input_stop	CODEC结束接收输入音频流
csi_codec_input_read_async	CODEC输入通道异步模式读取数据
csi_codec_input_read	CODEC输入通道同步模式读取数据
csi_codec_input_attach_callback	CODEC输入通道注册回调函数
csi_codec_input_detach_callback	CODEC输入通道注销回调函数
csi_codec_input_close	CODEC输入通道关闭
csi_codec_input_link_dma	CODEC输入通道配置DMA

CODEC设备初始化CODEC用于输入接口详细说明

CODEC设备初始化

csi_error_t csi_codec_init(csi_codec_t *codec, uint32_t idx)

功能描述:

通过设备ID初始化对应的CODEC实例。

参数:

codec: 设备句柄（需要用户申请句柄空间）。

idx: 设备ID。

返回值:

CSI_OK: 初始化成功。

CSI_ERROR: 初始化失败。

csi_codec_t

成员	类型	说明
dev	csi_dev_t	csi设备统一句柄
output_chs	csi_codec_output_t	输出通道句柄
input_chs	csi_codec_input_t	输入通道句柄
*priv	void	设备私有变量

ringbuffer_t

成员	类型	描述
buffer	uint8_t *	环形缓冲区地址
size	uint32_t	环形缓冲区大小
write	uint32_t	环形缓冲区当前写指针位置
read	uint32_t	环形缓冲区当前读指针位置
data_len	uint32_t	环形缓冲区当前可读数据长度

csi_codec_output_t

成员	类型	描述
codec	csi_codec_t *	CODEC设备句柄
ch_idx	uint32_t	当前通道的序号
callback	void (callback)(csi_codec_output_t output, csi_codec_event_t event, void *arg)	当前通道的回调
arg	void *	当前通道的用户参数
ring_buf	ringbuffer_t *	当前通道的缓冲器句柄
period	uint32_t	设置完成多少数据发送上报周期
sound_channel_num	uint32_t	声道数
state	csi_state_t	当前通道的状态
dma	csi_dma_ch_t *	当前通道的DMA句柄
next	struct csi_codec_output *	下一个输出通道的地址指针
priv	void *	设备私有变量

csi_codec_input_t

成员	类型	描述
codec	csi_codec_t *	CODEC设备句柄
ch_idx	uint32_t	当前通道的序号
callback	void (callback)(csi_codec_input_t input, csi_codec_event_t event, void *arg)	当前通道的回调
arg	void *	当前通道的用户参数
ring_buf	ringbuffer_t *	当前通道的缓冲器句柄
period	uint32_t	设置完成多少数据接收上报周期
sound_channel_num	uint32_t	声道数
state	csi_state_t	当前通道的状态
dma	csi_dma_ch_t *	当前通道的DMA句柄
next	struct csi_codec_input *	下一个输入通道的地址指针
priv	void *	设备私有变量

CODEC设备去初始化

void csi_codec_uninit(csi_codec_t *codec)

功能描述:

codec实例反初始化。该接口会清理并释放相关的软硬件资源。

参数:

codec: 实例句柄。

返回值：

无。

CODEC输入通道打开

csi_error_t csi_codec_input_open(csi_codec_t *codec, csi_codec_input_t *ch, uint32_t ch_idx)

功能描述：

将输入通道的ch句柄注册到codec句柄中。初始化输入通道有关的硬件资源。

参数：

codec: codec实例句柄。

ch: 输入通道的实例句柄。

ch_idx:通道的ID。

返回值：

错误码csi_error_t。

CODEC输入通道配置

csi_error_t csi_codec_input_config(csi_codec_input_t *ch, csi_codec_input_config_t *config)

功能描述：

根据传入的配置配置输入通道。配置输入通道采样宽度、采样比率、设置缓冲区地址、设置输入通道的输出模式（差分输入还是单端输入）。

参数：

ch:通道实例句柄。

config：配置参数。

返回值：

错误码csi_error_t。

CODEC输入通道注册回调函数

csi_error_t csi_codec_input_attach_callback(csi_codec_input_t *ch, void *callback, void *arg)

功能描述：

设置输入通道回调函数。

参数：

csi_codec_input_t：输入通道实例句柄。

callback：codec:输入通道的事件回调函数（一般在上下文执行）。

arg:回调函数参数（可选，由用户定义）。

返回值：

错误码csi_error_t。

callback

void (*callback)(csi_codec_input_t *input, csi_codec_event_t event, void *arg)

其中 input为输入通道句柄，event 为传给回调函数的事件类型，arg 为用户自定义的回调函数对应的参数。

codec 回调事件枚举类型csi_codec_event_t定义如下：

类型	说明
CODEC_EVENT_PERIOD_READ_COMPLETE	接收period完成
CODEC_EVENT_PERIOD_WRITE_COMPLETE	发送period完成
CODEC_EVENT_WRITE_BUFFER_EMPTY	发送缓冲区已经空
CODEC_EVENT_READ_BUFFER_FULL	接收缓冲区已经满
CODEC_EVENT_TRANSFER_ERROR	传输错误

CODEC输入通道注销回调函数

void csi_codec_input_detach_callback(csi_codec_input_t *ch)

功能描述：

注销CODEC 输入通道的回调函数。

参数：

ch：通道实例句柄。

返回值：

无。

CODEC输入通道关闭

void csi_codec_input_close(csi_codec_input_t *ch)

功能描述：

关闭输入通道。调用该接口会马上停止接收数据。

参数：

ch：通道实例句柄。

CODEC输入通道配置DMA

csi_error_t csi_codec_input_link_dma(csi_codec_input_t *ch, csi_dma_ch_t *dma)

功能描述：

输入通道连接DMA。

参数：

ch：输入通道的实例句柄。

dma：dma实例句柄。

错误码csi_error_t。

CODEC接收输入音频流

csi_error_t csi_codec_input_start(csi_codec_input_t *ch)

功能描述：

输入通道开始数据流。

参数：

ch：输入通道的实例句柄。

返回值：

错误码csi_error_t。

CODEC结束接收输入音频流

csi_error_t csi_codec_input_stop(csi_codec_input_t *ch)

功能描述：

输入通道结束数据流。

参数：

ch：输入通道的实例句柄。

返回值：

错误码csi_error_t。

CODEC输入通道设置模拟增益

csi_error_t csi_codec_input_analog_gain(csi_codec_input_t *ch, uint32_t val)

功能描述：

设置输入通道模拟增益。

参数：

ch：输入通道的实例句柄。

val: 增益的DB值。

返回值：

错误码csi_error_t。

03 测试程序

本测试程序通过RVB2601建立一个通过I2S接口读取ES7210录音测试程序，数据录取结束后将数据打印到串口终端。

3.1 初始化

初始化代码参考wiki上的基本配置信息完成。

csi_codec_input_config_t input_config;
/* init函数的idx参数，请根据soc的实际情况进行选择 */
ret = csi_codec_init(&codec, 0);;
if (ret != CSI_OK) {
return -1;
}
/* input ch config */
csi_codec_input_attach_callback(&codec_input_ch, codec_input_event_cb_fun, NULL);
codec_input_ch.period = INPUT_BUF_SIZE/2;
codec_input_ch.ring_buf = &input_ring_buffer;
csi_codec_input_open(&codec, &codec_input_ch, 0);
input_config.bit_width = 16;
input_config.sample_rate = 8000;
input_config.buffer = input_buf;
input_config.buffer_size = INPUT_BUF_SIZE;
input_config.period = INPUT_BUF_SIZE/2;
input_config.mode = CODEC_INPUT_DIFFERENCE;
csi_codec_input_config(&codec_input_ch,&input_config);
csi_codec_input_link_dma(&codec_input_ch,&dma_ch_input_handle);
csi_codec_input_start(&codec_input_ch);

3.2 事件处理

static void codec_input_event_cb_fun(csi_codec_input_t *i2s, csi_codec_event_t event, void *arg)
{
    if (event == CODEC_EVENT_PERIOD_READ_COMPLETE) {
        cb_input_transfer_flag = 1;
    }
}

3.3 数据的显示

int i;
uint16_t *p = (uint16_t *)(repeater_data_addr + 24*1024);
for(i=0;i<48*512;i++)
{
  if(i%16 == 0)
    printf("\n");
  printf("%04x ",p);
}

3.4 通过console调用

static void mic_handler(char *wbuf, int wbuf_len, int argc, char **argv)
{
    csi_error_t ret;
    csi_codec_input_config_t input_config;
    ret = csi_codec_init(&codec, 0);
    if (ret != CSI_OK) {
        printf("csi_codec_init error\n");
        return ;
    }
    codec_input_ch.ring_buf = &input_ring_buffer;
    csi_codec_input_open(&codec, &codec_input_ch, 0);
  /* input ch config */
    csi_codec_input_attach_callback(&codec_input_ch, codec_input_event_cb_fun, NULL);
    input_config.bit_width = 16;
    input_config.sample_rate = 8000;
    input_config.buffer = input_buf;
    input_config.buffer_size = INPUT_BUF_SIZE;
    input_config.period = 1024;
    input_config.mode = CODEC_INPUT_DIFFERENCE;
    csi_codec_input_config(&codec_input_ch, &input_config);
    csi_codec_input_analog_gain(&codec_input_ch, 0xbf);
    csi_codec_input_link_dma(&codec_input_ch, &dma_ch_input_handle);
    printf("start recorder\n");
    csi_codec_input_start(&codec_input_ch);
  while (new_data_flag < 48) {
            if (cb_input_transfer_flag) {
                csi_codec_input_read_async(&codec_input_ch, repeater_data_addr + (new_data_flag * 1024), 1024);
                cb_input_transfer_flag = 0U;
                new_data_flag ++;
         }
     }
aos_msleep(100);
  printf("record sound data: \n");
  int i;
  uint16_t *p = (uint16_t *)(repeater_data_addr + 24*1024);
  for(i=0;i<512;i++)
  {
    if(i%16 == 0)
      printf("\n");
    printf("%04x ",p);
  }
    printf("stop reorder\n");
    csi_codec_input_stop(&codec_input_ch);
    csi_codec_input_link_dma(&codec_input_ch, NULL);
    csi_codec_input_detach_callback(&codec_input_ch);
    csi_codec_uninit(&codec);
    return;
}
int cli_reg_cmd_ft(void)
{
static const struct cli_command mic_cmd_info = {
        "mic",
        "mic",
        mic_handler,
    };
    aos_cli_register_command(&mic_cmd_info);
    return 0;
}

04 实测效果演示

4.1 录取数据开始

4.2 展示数据结束

4.3 波形数据展示

05 下期预告

有关RVB2601的麦克风测试，就先介绍到这里，下期将为大家带来的是基于RVB2601的远程音频采集系统开发介绍。欢迎大家持续关注应用实战精解系列内容。

应用实战精解系列（八）：RVB2601麦克风录音测试

01 概述

02 驱动描述

2.1 硬件接口原理

2.2 软件驱动设计 CODEC

CODEC设备初始化CODEC用于输入接口详细说明

03 测试程序

3.1 初始化

3.2 事件处理

3.3 数据的显示

3.4 通过console调用

04 实测效果演示

4.1 录取数据开始

4.2 展示数据结束

4.3 波形数据展示

05 下期预告

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