基于S3C2410和UDAl34l的嵌入式音频系统设计

　　S3C24lO是Samsung公司一款基于ARM920T核的微处理器，通过ⅡS音频总线与UDAl341型CODEC构成一种嵌入式音频系统，实现音频的播放和采集。给出相关硬件电路的说明及Linux下音频驱动程序的设计要点。

　　1 引言

　　近几年，嵌入式数字音频产品受到越来越多消费者的青睐。在MP3、手机等消费类电子产品中，人们对于这些个人终端的要求早已不限于单纯通话和简单的文字处理，高质量的音效是当前发展的重要趋势。

　　嵌入式音频系统分为硬件设计和软件设计。硬件部分采用基于ⅡS总线的音频系统体系结构。软件上，嵌入式Linux是一种完全开放且免费的操作系统。它支持多种硬件体系结构，内核运行高效、稳定，而且源代码开放，有着完善的开发工具，为开发人员提供了优良的开发环境。

　　本文利用samsung公司的S3C2410型微处理器和Philips公司的UDAl341型立体声音频CODEC构造了嵌入式音频系统，给出相关硬件电路的设计，介绍该音频系统基于Linux2.4内核版本的驱动程序实现。

　　2 ARM920T及S3C2410简介

　　ARM920T是ARM公司系列微处理器核的一种，它采用5阶段管道化技术，同时配备了Thumb扩展、Embedded ICE调试技术和Harvard总线。在生产工艺相同的情况下，性能可达ARM7TDMI的2倍以上。S3C2410是Samsung公司采用0.18 μm工艺制造的ARM9TDMI核微处理器。它有独立的16KB指令Cache、16KB数据Cache和MMU，这一特性使得开发人员可以直接将Linux移植到基于该处理器的目标系统中。

　　3 基于ⅡS总线的硬件框架实现

　　ⅡS(Inter-IC Sound)总线是Philips公司提出的串行数字音频总线协议。它是一种面向多媒体的音频总线，专用于音频设备之间的数据传输，为数字立体声提供序列的连接至标准编解码器。ⅡS总线只处理声音数据。其他信号(如控制信号)必须单独传输。为了使电路的引出引脚尽可能少，ⅡS只使用了3条串行总线：提供分时复用功能的数据线、字段选择线和时钟信号线。

　　整个音频系统的硬件部分主要是CPU和CODEC的连接与实现。本系统采用Philips基于ⅡS音频总线的UDAl34l型音频CODEC。该CODEC支持ⅡS总线数据格式，采用位元流转换技术进行信号处理，具有可编程增益放大器(PGA)和数字自动增益控制器(AGC)。

　　S3C2410内置ⅡS总线接口，可直接外接8/16比特的立体声CODEC。它还可以给FIFO通道提供DMA传输模式而非中断模式，从而使数据发送和接收同时进行。该ⅡS接口有3种工作方式，可以通过设置ⅡSCON寄存器来选择。本文介绍的硬件框架基于传输和接收模式。在这种模式下，ⅡS数据线将通过双通道DMA同时接收和发送音频数据，DMA服务请求由FIFO只读寄存器自动完成。S3C2410支持4通道连接系统总线(AHB)和外围总线(APB)的DMA控制器。表1列出S3C2410的各通道请求源。