告知です．
コミケ99にて当社のDDC/DACを頒布いたします．
日付 2021年12月31日（金） 東地区 テ－４０ｂ 東５ホール
サークル名 bangflat
コミケにお越しの際はお立ち寄りいただけますとありがたいです．
商品紹介ページを作りました．
ーーーー
前回は、SPIを試した． →問題点は解決した．SPI有望．今回は、I2Sを試してみようと思う．もっとも、STM32のI2Sは32bit384kHzには非対応なので使う見込みはないのだけれど．
STM32 datasheetのI2Sの項によると、32bit192kHz(約12Mbps)が上限である理由は、APBのclock 45MHzが律速になっていると匂わせる文言がある．
だが矛盾というか不思議なこともある．I2Sのhardwareは、SPIのhardwareにちょいと追加回路を乗せてI2Sとして運用しているっぽいのだ．そのためにSPIが接続されているバスもAPBである．なのに、SPI1の最高レートは30Mbpsなんだよなぁ、なんでだろ？
解説： ARM社がライセンスしているAMBAというバス規格があって、AMBAの中に性能の松竹梅でAXI,AHB,APBがあるみたいよ．AHBは高速道路、APBは一般道という位置づけだ．AXIは新幹線みたいなものなんじゃね？ ←昨日得た知識より
解説２：STM32F2xxやSTM32F4xxにはSPI1/SPI2/SPI3があり、高速／中速／中速である．ぶら下がっているAPBが違うためだ．サンプリング周波数の最高は384/192/192kHzに相当する．なのだが、I2S対応が、無し／あり／あり なのである．SPI1のI2Sを使いたいが無いのである．残念．
下記ではSPI2＝I2S2を例示している．
下記ではSPI2＝I2S2を例示している．
-----
さて、I2Sである．
STM32CubeMXでI2Sを組み込む方法については割愛する．32bit192kHz masterで組み込んだ．
DMAしかやる気ないので、500ms毎にDMAがI2Sへdata出力するcodeをmain.cに追記する．
while (1) {
while (HAL_I2S_GetState(&hi2s2) != HAL_I2S_STATE_READY){}
HAL_I2S_Transmit_DMA(&hi2s2, txbuf1, 2);
HAL_Delay(500);
}
txbuf1にはこんなデータを入れておく．
uint16_t txbuf1[] = {0xAA00,0xAA00,0xFF00,0xFF00};
これは何を意図しているのかというと、MSB firstの32bit Lch/Rchを模擬している．オシロで観測しやすいbit patternを選んだ．uint16_tである理由は、HAL_I2S_Transmit_DMA()の第２引数のcastがそうなっているから．
↓この結果、I2Sのpinには下記の波形が出る．32bit Lch/Rchが出てくる．期待通り．
↓HAL_I2S_Transmit_DMA()の末尾の引数は転送する量である．上の例だと２にしてある．２の単位は何なのだろうか？ I2S設定のData and Frame Format=32bitに対応していると推測する．つまり、32bit dataを２ヶという意味だ．
↓STM32CubeMXのI2S設定に要注意だ．I2SのDMA設定にDataWidthがある．ここをHalfWordにする必要がある．txbuf1がuint16であることに呼応した設定と思われる．
以上から、単一のbufferに置かれた32bit audio dataをDMAで円満に送信できるようである．（後段にFPGAを設けるので少しぐらいの処理であればFPGAでやれる）
-----
次に確認したいのは、送信の繋ぎ目がどうなるのかである．audio streamがFIFOの継ぎ目で隙間が開いてしまったら音が途切れてしまうからだ．
最初に試してみるcodeはこんな風に２度送信するやり方．．．
while (1) {
while (HAL_I2S_GetState(&hi2s2) != HAL_I2S_STATE_READY){}
HAL_I2S_Transmit_DMA(&hi2s2, txbuf1, 2);
while (HAL_I2S_GetState(&hi2s2) != HAL_I2S_STATE_READY){}
HAL_I2S_Transmit_DMA(&hi2s2, txbuf1, 2);
HAL_Delay(500);
}
↓これがI2Sに現れる信号だ．見事にスプリットおります．繋ぎ目が開いております．ダメであります．
繋ぎ目を開けずにパーペキに乗り切るにはどうしたらよいのか？
２つ目の送信を終了確認せずにブッコむのを試してみるなり．．．
while (1) {
while (HAL_I2S_GetState(&hi2s2) != HAL_I2S_STATE_READY){}
HAL_I2S_Transmit_DMA(&hi2s2, txbuf1, 2);
HAL_I2S_Transmit_DMA(&hi2s2, txbuf1, 2);
HAL_Delay(500);
}
↓はいっ、２つ目のDMAは無視されました～．ダメであります．
困っちまったな、、、、こちらのページによると、、、
・１度のDMAで送信できるのは64k個まで
・それより長いならDMA完了割り込みで継ぐ
と書かれてます．ふ～ん、やってみよう．
、、、、いろいろとやってみた．どうやら以下のカラクリのようだ．
↓I2SのDMAをcirculer modeに設定する．
↓while()の前でHAL_I2S_Transmit_DMA()を起動すると、txbuf1がグルグルと無限参照されつづける．一度起動したDMAは止めない限り永久に回り続ける．これで少なくとも隙間は無くせる．
次に、txbuf1を半分消化したら割り込みがかかるようにする．
STM32CubeMXが生成したcodeだと、txbuf1のHALFとFULLの２か所で割り込みがかかるようになっている．いまはHALFだけでいいので、FULLを禁止すればいい．DMAのCRレジスタを直接操作する．
HAL_I2S_Transmit_DMA()の後で（前だとダメだった）
hdma_spi2_tx.Instance->CR &= 0xFFFFFFEF; // clear (bit3:TCIE)
レジスタ直接操作とは荒療治だが、HAL libraryでどうやったら良いのか不明なので今はこれで先へ進む．
さらに、割り込みルーチンに、on the flyでtxbuf1を書き換えるcodeを追加する．txbuf1先頭をAA/88で切り替える．
void DMA1_Stream4_IRQHandler(void) {
txbuf1[0]=sig;
if(sig==0x8800) sig=0xAA00;
else if(sig==0xAA00) sig=0x8800;
HAL_DMA_IRQHandler(&hdma_spi2_tx);
}
↓これが成果である．
N回目 →AA00AA00FF00FF00を送信している．
N+1回目 →8800AA00FF00FF00を送信している．
つまり、txbuf1をon the flyで書き換えることにより、I2Sから間断無く任意のstream dataを出力する目途が立った、ということだ．これにて原理確認終了．
でもでも、on the flyでbufferを書き換えるのって気持ち悪い．別の手段は無いのだろうか？
あるにはある．DMAにはdouble buffer modeというのがある．
しかしSPIやI2SやI2Cにはdoble buffer modeは使えないようだ．理由は、APBに接続されたperipheralにはbouble buffer modeが無いらしい．datasheetにはそう受け止められるように書かれている．APBごときの速度ならdoubleは不要という設計なのだろう．
次回は同様の検討をSPIでやってみたい．
上手くいきそうだったらDACから音を出してみようかね．
かしこ
0 件のコメント:
コメントを投稿