Windows CE系統下基于PXA272和TSC2101音頻系統

　　音頻系統的硬件實(shí)現

　　本設計中的音頻驅動(dòng)采用Unified Audio模型實(shí)現，基于Intel Xscale PXA272處理器和TI 的TSC2101音頻芯片，使用了基于I2S(Inter-IC Sound)總線(xiàn)的音頻系統體系結構，系統原理圖如圖1所示。Intel Xscale PXA272芯片集成了I2S控制器，通過(guò)I2S總線(xiàn)處理音頻數據。其他信號(如控制信號)則需要單獨傳輸，在本設計中將Xscale PXA272芯片的SSP串口配置為SPI串口以實(shí)現控制信號的傳輸。

　　圖1 系統原理圖

　　I2S是菲利浦公司提出的串行數字音頻總線(xiàn)協(xié)議。PXA272的I2S控制器控制了I2S鏈接，I2S控制器由數據緩沖、狀態(tài)和控制寄存器、計數器組成。它們將系統內存和外設的音頻解碼芯片(TSC2101)連接，產(chǎn)生同步音頻。播放音頻文件時(shí)，I2S控制器通過(guò)I2SLINK連接將系統內存中數字化的聲音樣本發(fā)送到外設的TSC2101音頻解碼芯片中，然后由TSC2101芯片的數模轉換器將數字音頻信號轉換成模擬信號。

　　對于錄音來(lái)說(shuō)，I2S控制器從外部的TSC2101音頻芯片接收到數字信號，然后將它們存儲到系統內存中。I2S提供了普通I2S和MSB-justified-I2S格式。通過(guò)5根引腳連接TSC2101芯片和PXA272的I2S控制器，形成音頻數據傳輸的通道。I2S控制器必需的信號主要有：一個(gè)碼率時(shí)鐘，可以引用外部或者內部時(shí)鐘源;一個(gè)控制信號提供“左/右”聲道控制信息;兩個(gè)串行音頻引腳，一個(gè)輸出一個(gè)輸入;碼率時(shí)鐘，I2S控制器會(huì )將可選的系統時(shí)鐘信號也發(fā)送到外部解碼器中。

　　I2S控制器通過(guò)DMA方式來(lái)訪(fǎng)問(wèn)。DMA方式下，DMA控制器只能通過(guò)串行音頻數據寄存器(SADR)訪(fǎng)問(wèn)FIFO。DMA控制器通常以8、16或32字節大小的塊存取FIFO隊列數據的。

　　本設計中采用的音頻芯片TSC2101集成了立體聲音頻解碼、觸摸屏控制芯片，立體聲DAC能以高達48Kb/s的采樣率播放音頻文件，專(zhuān)供PDA、PMP、智能手機和MP3播放機使用。TSC2101 將揚聲器放大器、耳機放大器和四線(xiàn)觸摸屏控制器與音頻編解碼器集成再一起，帶有一個(gè)立體聲頭戴送受話(huà)器接口、一個(gè)手機送受話(huà)器接口、一個(gè)單聲道8Ω揚聲器放大器以及一個(gè)32Ω受話(huà)器驅動(dòng)器，并集成有一個(gè)電池監控器和一個(gè)片上溫度傳感器。

　　TSC2101芯片的電路設計如圖2所示。

　　圖2 TSC2101芯片電路設計

　　本設計為T(mén)SC2101在智能手機中的運用，CP-IN為通信模塊的語(yǔ)音輸入，CP-OUT則為音頻系統到通信模塊的輸出，在實(shí)際的應用中MIC1可以通過(guò)TSC2101的內部PGA(可編程增益放大)、AGC(自動(dòng)增益控制)電路連接到CP-OUT，實(shí)現智能手機的話(huà)筒功能;同時(shí)，MIC1輸入還可以通過(guò)內部的ADC將語(yǔ)音數據采樣后經(jīng)I2S總線(xiàn)傳輸到處理器存儲空間實(shí)現錄音功能。當然，在智能手機通話(huà)的同時(shí)，還可以實(shí)現通話(huà)錄音功能。電路圖中的38～41引腳為SPI接口，42～46引腳為I2S控制引腳，引腳9～12為觸摸屏輸入，引腳27和28為音頻輸出可以連接耳機，引腳26連接手機聽(tīng)筒，引腳33、35連接外置揚聲器。

　　采用Unified Audio模型實(shí)現音頻驅動(dòng)

　　音頻驅動(dòng)的實(shí)現方式包括MDD-PDD分層模式和不分層的Unified Audio模型。MDD-PDD作為直接實(shí)現流接口的一種方法，使用微軟提供的模型設備驅動(dòng)程序