全志 T527 适配 I2S

一、背景概念

        在 T5 系列芯片中，内置了一个 AudioHub 模块，使用的 是I2S 接口，都跟 AudioHub 关联在一起，此时外挂的声卡若想正常工作，还需要配置 AudioHub 的路由信息。（AudioHub 是全志 T527 特有的模块，若在全志其他没有 AudioHub 模块的平台上，则不需要考虑配置 AudioHub 的路由信息）。

二、适配步骤

1、确认声卡挂在哪个 I2S 口，哪个 I2C 口

这部分信息可以从原理图看出来，如下图所示，AC107 被挂在 I2C3（TWI3）。

如上图所示，我们可以确认公板的 AC107 挂在 I2S0、I2C3（TWI3），如下步骤将按照公板外挂 AC107 为例进行描述。

2、使能 I2C、I2S 节点，并绑定驱动代码

（1）使能 I2C、I2S 节点

vi longan/device/config/chips/t507/configs/demo2.0/board.dts
twi3: twi@0x05002c00{
	status = "okay";
};

ahub_daudio0:ahub_daudio0@0x05097000{
    status = "okay";
}

snddaudio0:sound@0{
	status = "okay";
};

（2）绑定驱动代码

vi longan/device/config/chips/t507/configs/demo2.0/board.dts
twi3: twi@0x05002c00{
	ac107@36 {
        
	    compatible = "allwinner,ac107_0";   # 该值请咨询声卡原厂，或者自行去确认声卡驱动代码的 of_match_table 字段
        reg = <0x36>;   # I2C 地址
	};
};

snddaudio0:sound@0{
	sunxi,snddaudio-codec = "ac107.3-0036";     # codec name(ac107),3(I2C 口)，0036（I2C 地址）
	sunxi,snddaudio-codec-dai = "ac107-pcm0";   # 该值请咨询声卡原厂，或者直接去确认声卡驱动代码的 snd_soc_dai_driver 字段
};

3、配置 SDA、SCK、MCLK、LRCK、BCLK、DIN、DOUT 等 GPIO 引脚

（1）配置 SDA、SCK
确认 I2C3 使用哪个 GPIO 口，如下图所示，I2C3 使用 PA10、PA11 口。

vi longan/device/config/chips/t507/configs/demo2.0/board.dts
twi3: twi@0x05002c00{
    # 确认 pinctrl 字段
	pinctrl-0 = <&twi3_pins_a>;
	pinctrl-1 = <&twi3_pins_b>;
};
vi longan/kernel/linux-4.9/arch/arm64/boot/dts/sunxi/sun50iw9p1-pinctrl.dtsi
twi3_pins_a: twi3@0 {
	allwinner,pins = "PA10", "PA11";
};

twi3_pins_b: twi3@1 {
	allwinner,pins = "PA10", "PA11";
};

（2）配置 MCLK、LRCK、BCLK、DIN、DOUT
确认 I2S0 使用哪个 GPIO 口，如上图所示，I2S0 使用 PA5、PA6、PA7、PA8、PA9口。

# 由于 AC107 只是录音设备，因此不配置 DOUT 
ahub_daudio0_pins_a: ahub_daudio0@0 {
	allwinner,pins = "PA6", "PA7", "PA8", "PA9";
};

ahub_daudio0_pins_b: ahub_daudio0_sleep@0 {
	allwinner,pins = "PA6", "PA7", "PA8", "PA9";
};

4、匹配 I2S 协议参数

由于使用 I2S 通信时需要匹配主从机之间协议，一般是由 T5 端去适配声卡，因此需要向声卡原厂确认如下数据：

  • 主从关系
  • I2S 格式（若是 PCM 格式，需要说明长短帧）
  • LRCK 和 BCLK 的极性
  • 是否需要 MCLK 时钟，需要的频率是多少
  • 通道数、采样率、位深

按照 AC107，则：

  • T5 做主
  • I2S 格式，飞利浦格式（标准格式）
  • 正常极性
  • 需要 MCLK，频率为 3.072M 或者 2.8224M
  • 2 通道，位深 16
vi longan/device/config/chips/t507/configs/demo2.0/board.dts
ahub_daudio0:ahub_daudio0@0x05097000{
	frametype 		= <0x00>;           # 由于是 I2S 模式，此时不起作用
	pcm_lrck_period		= <0x20>;       # 由于是 I2S 模式，并且只配置 2 通道，一帧数据为 32 * 2 = 64，取其一半为 32
                                        # 假设配置为 4 通道，则一帧数据为 32 * 4 = 128， 取其一半为 64，即 0x40
    slot_width_select	= <0x20>;       # 最大位深为 32 位，即用户使用时，采样位深不得高于 32
	tdm_config		= <0x01>;           # I2S 模式
	mclk_div 		= <0x08>;           # MCLK 同步，mclk=pll_audio/8，pll_audio 一般为 24.576M 或者 22.5792M
};

snddaudio0:sound@0{
	daudio_master		= <0x04>;       # T5 做主机
	audio_format  		= <0x01>;       # 标准 I2S 格式
	signal_inversion 	= <0x01>;       # 信号不翻转
};
配置项含义取值
frametype长短帧（仅对 PCM 模式有效，即依赖 tdm_config）0：短帧
1：长帧
pcm_lrck_period依赖 tdm_configI2S 模式：一帧数据位数的一半
PCM 模式：一帧数据的位数
一帧数据 = 位深 * 通道
slot_width_select最大采样位深根据实际情况，往小了配以省电
tdm_configI2S 模式还是 PCM 模式0：PCM 模式
1：I2S 模式
mclk_divmclk 分频系数，mclk=pll_audio/mclk_div0：不输出 mclk
1/2/4…176/192：输出 mclk
daudio_masterT5 做主机还是做从机1：从机
4：主机
audio_formatI2S 协议对齐格式（1/2/3）1：标准 I2S
PCM 协议对齐格式（4/5）2：I2S 右对齐
即依赖 tdm_config3：I2S 左对齐
4：短帧，标准对齐（DSP MODE A）
5：长帧，左对齐（DSP MODE B）
signal_inversion信号的反转1：bclk 正常，lrck 正常
2：bclk 正常，lrck 翻转
3：bclk 翻转，lrck 正常
4：bclk 翻转，lrck 翻转

5、配置 AudioHub 路由参数（在其他非 T5 等平台，如果没有 AudioHub，则可以忽略该步骤）

在 linux 版本下，请直接参考 android/device/softwinner/mercury-common/configs/auto_ahub_paths.xml 配置即可。
比如 I2S2 挂了个录音设备，那么可以使用如下命令配置通路

tinymix -D 1 "I2S2IN Switch" "1"
tinymix -D 1 "APBIF2 Src Select" "I2S2_TXDIF"

比如 I2S3 挂了个播放设备，那么可以使用如下命令配置通路

tinymix -D 1 "I2S3OUT Switch" "1"
tinymix -D 1 "I2S3 Src Select" "APBIF_TXDIF1"

AudioHub 路由：

<mixer>
  <!-- These are the initial mixer settings -->

  <!-- These are commonly used control sequences -->
  <path name="ahub-daudio0-input">
    <ctl name="I2S0IN Switch" value="1" />
    <ctl name="APBIF0 Src Select" value="I2S0_TXDIF" />
  </path>

  <path name="ahub-daudio1-output">
    <ctl name="I2S1OUT Switch" value="1" />
    <ctl name="I2S1 Src Select" value="APBIF_TXDIF0" />
  </path>

  <path name="ahub-daudio2-input">
    <ctl name="I2S2IN Switch" value="1" />
    <ctl name="APBIF2 Src Select" value="I2S2_TXDIF" />
  </path>

  <path name="ahub-daudio2-output">
    <ctl name="I2S2OUT Switch" value="1" />
    <ctl name="I2S2 Src Select" value="APBIF_TXDIF2" />
  </path>

  <path name="ahub-daudio3-input">
    <ctl name="I2S3IN Switch" value="1" />
    <ctl name="APBIF1 Src Select" value="I2S3_TXDIF" />
  </path>

  <path name="ahub-daudio3-output">
    <ctl name="I2S3OUT Switch" value="1" />
    <ctl name="I2S3 Src Select" value="APBIF_TXDIF1" />
  </path>

  <path name="ahub-daudio0-input-close">
    <ctl name="I2S0IN Switch" value="0" />
    <ctl name="APBIF0 Src Select" value="NONE" />
  </path>

  <path name="ahub-daudio1-output-close">
    <ctl name="I2S1OUT Switch" value="0" />
    <ctl name="I2S1 Src Select" value="NONE" />
  </path>

  <path name="ahub-daudio2-input-close">
    <ctl name="I2S2IN Switch" value="0" />
    <ctl name="APBIF2 Src Select" value="NONE" />
  </path>

  <path name="ahub-daudio2-output-close">
    <ctl name="I2S2OUT Switch" value="0" />
    <ctl name="I2S2 Src Select" value="NONE" />
  </path>

  <path name="ahub-daudio3-input-close">
    <ctl name="I2S3IN Switch" value="0" />
    <ctl name="APBIF1 Src Select" value="NONE" />
  </path>

  <path name="ahub-daudio3-output-close">
    <ctl name="I2S3OUT Switch" value="0" />
    <ctl name="I2S3 Src Select" value="NONE" />
  </path>

  <path name="null">
  </path>
</mixer>

6、测试

使用 tinyplay/tinyplay_ahub/tinycap/tinycap_ahub/aplay/arecord 进行测试

7、开机适配

若步骤6测试正常，那么接下来需要开机进行自动配置:

  • linux：修改 longan/platform/framework/auto/rootfs/etc/init.d/rcS
  • android：修改 android/hardware/aw/audio/auto/t507/audio_hw.c

三、常见问题

1. 通过 tinyplay/tinyplay_ahub 等工具进行播放，录音/播放异常。

（1）请先按照本文步骤进行外挂适配
（2）请确认播放/录音命令是否正确
（3）确认驱动层是否正在播放，若节点没有播放信息，则得分析日志，看驱动代码或者应用层代码那部分出了问题。

# cat /proc/asound/card3/pcm0p/sub0/hw_params
access: RW_INTERLEAVED
format: S16_LE
subformat: STD
channels: 2
rate: 48000 (48000/1)
period_size: 1024
buffer_size: 8192

（4）测试内部芯片内部回录

# 声卡挂在哪个 I2S 就把哪个 lookback 开关打开，比如 I2S0
tinymix -D 1 "I2S0 SD0 to SDI0 Loopback Debug" "1"
# 把目标声卡的输入路由以及输出路由都进行配置，比如 I2S0
tinymix -D 1 "I2S0IN Switch" "1"
tinymix -D 1 "APBIF0 Src Select" "I2S0_TXDIF"
tinymix -D 1 "I2S0OUT Switch" "1"
tinymix -D 1 "I2S0 Src Select" "APBIF_TXDIF0"
# 把其他关于 xxx Src Select 的项配置为 0  

# 使用 I2S0 播放音乐，后台运行
tinyplay_ahub /etc/test.wav -aD 1 -ad 0 -D card -d device & # card、device 根据实际情况填写
# 使用 I2S0 录制音乐
tinycap_ahub /etc/record.wav -aD 1 -ad 0 -D card -d device -r rate -b byte -c channel # card、device、rate、byte、channel 根据实际情况填写

        此时 record.wav 是 test.wav 的一部分片段，此时说明驱动代码是没有问题的，如果 record.wav 不符合预期，说明驱动代码有问题，建议咨询原厂。

（5）测量 MCLK、LRCK、BCLK、DIN、DOUT 信号

  • 如果所有信号都正常：
    • 再次确认原理图中 DIN、DOUT 所占用的 GPIO 口，其复用的功能是否是 DIN0、DOUT0，如果不是的话，请提单到全志 AService，由 FAE 协助适配。
    • 再次确认 MCLK、LRCK、BCLK 是否复合预期。
    • 考虑是否是喇叭元器件出现了问题。
  • 部分信号不正常：再次确认 GPIO 口配置是否正确。

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