RVB2601评估板试用4: 麦克风录音测试

我爱下载 发表于 2021-8-11 13:31

本帖最后由我爱下载于 2021-8-11 13:41 编辑

麦克风录音测试

1、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。

2、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。

<table class="a5">
<tbody>
<tr>
<td>
序号
</td>
<td>
ES7210
</td>
<td>
GPIO
</td>
</tr>
<tr>
<td>
1
</td>
<td>
I2C SCL
</td>
<td>
PA8（I2C0_SCL）
</td>
</tr>
<tr>
<td>
2
</td>
<td>
I2C SDA
</td>
<td>
PA9（I2C0_SDA）
</td>
</tr>
<tr>
<td>
3
</td>
<td>
ADC MCLK
</td>
<td>
PA10（I2S0_MCLK）
</td>
</tr>
<tr>
<td>
4
</td>
<td>
ADC BCLK
</td>
<td>
I2S4_SCLK
</td>
</tr>
<tr>
<td>
5
</td>
<td>
ADC LRLK
</td>
<td>
I2S4_LSCLK
</td>
</tr>
<tr>
<td>
6
</td>
<td>
ADC DAT1
</td>
<td>
I2S4_DATA
</td>
</tr>
<tr>
<td>
7
</td>
<td>
ADC DAT2
</td>
<td>
I2S5_DATA
</td>
</tr>
</tbody>
</table>

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：

 

<table class="Table" style="width:15.0cm; background:white; border-collapse:collapse" width="567">
<thead>
<tr>
<td style="border-bottom:1px solid #dddddd; width:269px; padding:6px 13px 6px 13px; background-color:white; border-top:1px solid #dddddd; border-right:1px solid #dddddd; border-left:1px solid #dddddd">
函数
</td>
<td style="border-bottom:1px solid #dddddd; width:298px; padding:6px 13px 6px 13px; background-color:white; border-top:1px solid #dddddd; border-right:1px solid #dddddd; border-left:none">
说明
</td>
</tr>
</thead>
<tbody>
<tr>
<td style="border-bottom:1px solid #dddddd; width:269px; padding:6px 13px 6px 13px; background-color:white; border-top:none; border-right:1px solid #dddddd; border-left:1px solid #dddddd">
csi_codec_init
</td>
<td style="border-bottom:1px solid #dddddd; width:298px; padding:6px 13px 6px 13px; background-color:white; border-top:none; border-right:1px solid #dddddd; border-left:none">
CODEC设备初始化
</td>
</tr>
<tr>
<td style="border-bottom:1px solid #dddddd; width:269px; padding:6px 13px 6px 13px; background-color:#f8f8f8; border-top:none; border-right:1px solid #dddddd; border-left:1px solid #dddddd">
csi_codec_uninit
</td>
<td style="border-bottom:1px solid #dddddd; width:298px; padding:6px 13px 6px 13px; background-color:#f8f8f8; border-top:none; border-right:1px solid #dddddd; border-left:none">
CODEC设备去初始化
</td>
</tr>
<tr>
<td style="border-bottom:1px solid #dddddd; width:269px; padding:6px 13px 6px 13px; background-color:white; border-top:none; border-right:1px solid #dddddd; border-left:1px solid #dddddd">
csi_codec_input_open
</td>
<td style="border-bottom:1px solid #dddddd; width:298px; padding:6px 13px 6px 13px; background-color:white; border-top:none; border-right:1px solid #dddddd; border-left:none">
CODEC输入通道打开
</td>
</tr>
<tr>
<td style="border-bottom:1px solid #dddddd; width:269px; padding:6px 13px 6px 13px; background-color:#f8f8f8; border-top:none; border-right:1px solid #dddddd; border-left:1px solid #dddddd">
csi_codec_input_config
</td>
<td style="border-bottom:1px solid #dddddd; width:298px; padding:6px 13px 6px 13px; background-color:#f8f8f8; border-top:none; border-right:1px solid #dddddd; border-left:none">
CODEC输入通道配置
</td>
</tr>
<tr>
<td style="border-bottom:1px solid #dddddd; width:269px; padding:6px 13px 6px 13px; background-color:white; border-top:none; border-right:1px solid #dddddd; border-left:1px solid #dddddd">
csi_codec_input_analog_gain
</td>
<td style="border-bottom:1px solid #dddddd; width:298px; padding:6px 13px 6px 13px; background-color:white; border-top:none; border-right:1px solid #dddddd; border-left:none">
CODEC输入通道设置模拟增益
</td>
</tr>
<tr>
<td style="border-bottom:1px solid #dddddd; width:269px; padding:6px 13px 6px 13px; background-color:white; border-top:none; border-right:1px solid #dddddd; border-left:1px solid #dddddd">
csi_codec_input_start
</td>
<td style="border-bottom:1px solid #dddddd; width:298px; padding:6px 13px 6px 13px; background-color:white; border-top:none; border-right:1px solid #dddddd; border-left:none">
CODEC接收输入音频流
</td>
</tr>
<tr>
<td style="border-bottom:1px solid #dddddd; width:269px; padding:6px 13px 6px 13px; background-color:white; border-top:none; border-right:1px solid #dddddd; border-left:1px solid #dddddd">
csi_codec_input_stop
</td>
<td style="border-bottom:1px solid #dddddd; width:298px; padding:6px 13px 6px 13px; background-color:white; border-top:none; border-right:1px solid #dddddd; border-left:none">
CODEC结束接收输入音频流
</td>
</tr>
<tr>
<td style="border-bottom:1px solid #dddddd; width:269px; padding:6px 13px 6px 13px; background-color:white; border-top:none; border-right:1px solid #dddddd; border-left:1px solid #dddddd">
csi_codec_input_read_async
</td>
<td style="border-bottom:1px solid #dddddd; width:298px; padding:6px 13px 6px 13px; background-color:white; border-top:none; border-right:1px solid #dddddd; border-left:none">
CODEC输入通道异步模式读取数据
</td>
</tr>
<tr>
<td style="border-bottom:1px solid #dddddd; width:269px; padding:6px 13px 6px 13px; background-color:white; border-top:none; border-right:1px solid #dddddd; border-left:1px solid #dddddd">
csi_codec_input_read
</td>
<td style="border-bottom:1px solid #dddddd; width:298px; padding:6px 13px 6px 13px; background-color:white; border-top:none; border-right:1px solid #dddddd; border-left:none">
CODEC输入通道同步模式读取数据
</td>
</tr>
<tr>
<td style="border-bottom:1px solid #dddddd; width:269px; padding:6px 13px 6px 13px; background-color:white; border-top:none; border-right:1px solid #dddddd; border-left:1px solid #dddddd">
csi_codec_input_attach_callback
</td>
<td style="border-bottom:1px solid #dddddd; width:298px; padding:6px 13px 6px 13px; background-color:white; border-top:none; border-right:1px solid #dddddd; border-left:none">
CODEC输入通道注册回调函数
</td>
</tr>
<tr>
<td style="border-bottom:1px solid #dddddd; width:269px; padding:6px 13px 6px 13px; background-color:white; border-top:none; border-right:1px solid #dddddd; border-left:1px solid #dddddd">
csi_codec_input_detach_callback
</td>
<td style="border-bottom:1px solid #dddddd; width:298px; padding:6px 13px 6px 13px; background-color:white; border-top:none; border-right:1px solid #dddddd; border-left:none">
CODEC输入通道注销回调函数
</td>
</tr>
<tr>
<td style="border-bottom:1px solid #dddddd; width:269px; padding:6px 13px 6px 13px; background-color:white; border-top:none; border-right:1px solid #dddddd; border-left:1px solid #dddddd">
csi_codec_input_close
</td>
<td style="border-bottom:1px solid #dddddd; width:298px; padding:6px 13px 6px 13px; background-color:white; border-top:none; border-right:1px solid #dddddd; border-left:none">
CODEC输入通道关闭
</td>
</tr>
<tr>
<td style="border-bottom:1px solid #dddddd; width:269px; padding:6px 13px 6px 13px; background-color:white; border-top:none; border-right:1px solid #dddddd; border-left:1px solid #dddddd">
csi_codec_input_link_dma
</td>
<td style="border-bottom:1px solid #dddddd; width:298px; padding:6px 13px 6px 13px; background-color:white; border-top:none; border-right:1px solid #dddddd; border-left:none">
CODEC输入通道配置DMA
</td>
</tr>
</tbody>
</table>

 
CODEC设备初始化CODEC用于输入接口详细说明

<ul>
<li style="margin-top: 15.3pt; margin-bottom: 10.2pt;">CODEC设备初始化</li>
</ul>

    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

<table style="table-layout: auto;">
<tbody>
<tr>
<th>
成员
</th>
<th>
类型
</th>
<th>
说明
</th>
</tr>
<tr>
<td>
dev
</td>
<td>
csi_dev_t
</td>
<td>
csi设备统一句柄
</td>
</tr>
<tr>
<td>
output_chs
</td>
<td>
csi_codec_output_t
</td>
<td>
输出通道句柄
</td>
</tr>
<tr>
<td>
input_chs
</td>
<td>
csi_codec_input_t
</td>
<td>
输入通道句柄
</td>
</tr>
<tr>
<td>
*priv
</td>
<td>
void
</td>
<td>
设备私有变量
</td>
</tr>
</tbody>
</table>

    ringbuffer_t

<table style="table-layout: auto;">
<tbody>
<tr>
<th>
成员
</th>
<th>
类型
</th>
<th>
描述
</th>
</tr>
<tr>
<td>
buffer
</td>
<td>
uint8_t *
</td>
<td>
环形缓冲区地址
</td>
</tr>
<tr>
<td>
size
</td>
<td>
uint32_t
</td>
<td>
环形缓冲区大小
</td>
</tr>
<tr>
<td>
write
</td>
<td>
uint32_t
</td>
<td>
环形缓冲区当前写指针位置
</td>
</tr>
<tr>
<td>
read
</td>
<td>
uint32_t
</td>
<td>
环形缓冲区当前读指针位置
</td>
</tr>
<tr>
<td>
data_len
</td>
<td>
uint32_t
</td>
<td>
环形缓冲区当前可读数据长度
</td>
</tr>
</tbody>
</table>

    csi_codec_output_t

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

    csi_codec_input_t

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

 

<ul>
<li style="margin-top: 15.3pt; margin-bottom: 10.2pt;">CODEC设备去初始化</li>
</ul>

    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。

<ul>
<li style="margin-top: 15.3pt; margin-bottom: 10.2pt;">CODEC输入通道打开</li>
</ul>

    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。

 

<ul>
<li style="margin-top: 15.3pt; margin-bottom: 10.2pt;">CODEC输入通道配置</li>
</ul>

    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。

<ul>
<li style="margin-top: 15.3pt; margin-bottom: 10.2pt;">CODEC输入通道注册回调函数</li>
</ul>

    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：

<table style="table-layout: auto;">
<tbody>
<tr>
<th>
类型
</th>
<th>
说明
</th>
</tr>
<tr>
<td>
CODEC_EVENT_PERIOD_READ_COMPLETE
</td>
<td>
接收period完成
</td>
</tr>
<tr>
<td>
CODEC_EVENT_PERIOD_WRITE_COMPLETE
</td>
<td>
发送period完成
</td>
</tr>
<tr>
<td>
CODEC_EVENT_WRITE_BUFFER_EMPTY
</td>
<td>
发送缓冲区已经空
</td>
</tr>
<tr>
<td>
CODEC_EVENT_READ_BUFFER_FULL
</td>
<td>
接收缓冲区已经满
</td>
</tr>
<tr>
<td>
CODEC_EVENT_TRANSFER_ERROR
</td>
<td>
传输错误
</td>
</tr>
</tbody>
</table>

<ul>
<li style="margin-top: 15.3pt; margin-bottom: 10.2pt;">CODEC输入通道注销回调函数</li>
</ul>

    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。

<ul>
<li style="margin-top: 15.3pt; margin-bottom: 10.2pt;">CODEC输入通道关闭</li>
</ul>

    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。

<ul>
<li style="margin-top: 15.3pt; margin-bottom: 10.2pt;">CODEC输入通道配置DMA</li>
</ul>

    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。

        返回：

                错误码csi_error_t。

 

<ul>
<li style="margin-top: 15.3pt; margin-bottom: 10.2pt;">CODEC接收输入音频流</li>
</ul>

    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。

<ul>
<li style="margin-top: 15.3pt; margin-bottom: 10.2pt;">CODEC结束接收输入音频流</li>
</ul>

    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。

 

<ul>
<li style="margin-top: 15.3pt; margin-bottom: 10.2pt;">CODEC输入通道设置模拟增益</li>
</ul>

    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。

3、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。

<pre>
<code class="language-cpp">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);</code></pre>

3.2 事件处理

<pre>
<code class="language-cpp">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;
}
}
</code></pre>

 

3.3 数据的显示

<pre>
<code class="language-cpp">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);
}
</code></pre>

3.4 通过console调用

<pre>
<code class="language-cpp">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;
}
</code></pre>

 

4、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

soso 发表于 2021-8-11 18:08

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littleshrimp 发表于 2021-8-11 19:13

听着效果怎么样

boesj 发表于 2021-8-14 23:48

有没有相关的资料能不能共享一下，什么格式的都行

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