嵌入式音频架构 - AudioWeaver模块开发

AudioWeaver的新模块开发需要Matlab，VisualStudio，server，硬件平台，嵌入式开发IDE。

AudioWeaver在PC端主要依靠的就是Matlab来配置和控制，Matlab提供接口可以进行参数计算，可视化，自动化，测试，以及系统的编译。同时负责描述模块，生成代码，生成文档。
每个AW 模块都有一个关联的Matlab M文件，其中包含了模块的描述信息，包括

I/O pin描述: 数据类型，通道数，block size，采样率
结构变量：数据类型，变量名，array size， memory分配要求
文档信息：变量描述，pin描述，模块描述
链接到inner c代码：process，set，bypass，get函数
用户接口：control信号接口
AWE designer 描述信息

每个模块都有一个instance data structure来保存变量，包括state 和parameters变量。instance data structure包含在模块头文件中module.h。
这个头文件是有AW自动生成的。

typedef struct _awe_modScalerSmoothedExampleInstance
{ModuleInstanceDescriptor instance;
float gain; // Target gain
float smoothingTime; // Time constant of the ...
float currentGain; // Instantaneous gain applied
...
float smoothingCoeff; // Smoothing coefficient
} awe_modScalerSmoothedExampleInstance;

在开头包含了一个子结构体 ModuleInstanceDescriptor instance，其中指向模块的I/O pin，实时函数（processing，Bypass，Muted，…），类结构。定义在

<AWE>\Include\Framework.h.

里面还有模块instance描述结构：

typedef struct _ModuleInstanceDescriptor
{ModInstanceDescriptor instanceDescriptor;
struct _LayoutInstance *pOwner;
UINT packedFlags;
float profile_time;
WireInstance **pWires;
void (*pProcessFunc)(void *pInstance);
}
ModuleInstanceDescriptor;typedef struct _WireInstance
{/** The basic instance data. */
InstanceDescriptor instanceDescriptor;
/** The pin descriptor describing this wire. */
PinInstanceDescriptor *pPinDescriptor;
/** The wire buffer. */
Sample *buffer;
}
WireInstance;

头文件中还包含了模块配置变量的bit mask宏，偏移宏和类ID。
Server可以通过类ID来新建一个模块在siganlflow中。每个模块的类ID都是唯一的。

#define MASK_ScalerSmoothedExample_gain 0x00000100
#define MASK_ScalerSmoothedExample_smoothingTime 0x00000400
#define MASK_ScalerSmoothedExample_currentGain 0x00000200
#define MASK_ScalerSmoothedExample_smoothingCoeff 0x00000800#define OFFSET_ScalerSmoothedExample_gain 0x00000008
#define OFFSET_ScalerSmoothedExample_smoothingTime 0x0000000A
#define OFFSET_ScalerSmoothedExample_currentGain 0x00000009
#define OFFSET_ScalerSmoothedExample_smoothingCoeff 0x0000000B#define CLASSID_SCALERSMOOTHEDEXAMPLE (CLASS_ID_MODBASE + 32768)

还有模块的构造函数和其他的函数

#ifndef AWE_STATIC_CODE
// This points the constructor for this class to the base constructor
#define awe_modScalerSmoothedExampleConstructor(ARG1, ARG2, ARG3, ARG4,
ARG5) ClassModule_Constructor(CLASSID_SCALERSMOOTHEDEXAMPLE, ARG1,
ARG2, ARG3, ARG4, ARG5)
#endif
void awe_modScalerSmoothedExampleProcess(void *pInstance);
UINT awe_modScalerSmoothedExampleSet(void *pInstance, UINT mask);

在模块的C源文件中，至少需要包含以下几类函数：
Constructor() - memory分配，初始化，大多数情况下由matlab自动生成。
Set() – tuning接口，可以用来传输控制信号。
Get() – 上层读取模块内部数据接口
Bypass() – 直通函数。
同时还包含描述模块的类结构以及memory分配函数。
构造函数是在初始化的时候被调用的，用来请求memory和传递参数。
构造函数需要使用模块的类结构体：

/** Class descriptor for audio modules. */
typedef struct _ModClassModule
{/** The basic class data. */
ModClassDescriptor modClassDescriptor;
/** The number of construction module parameters. */
UINT nPackedParameters;
/** Pump function for the module. */
void (*pProcessFunc)(void *pInstance);
/** Bypass function for the module. */
void (*pBypassFunc)(void *pInstance);
/** Set function. */
UINT (*pSet)(void *pInstance, UINT mask);
/** Get function. */
UINT (*pGet)(void *pInstance, UINT mask);
/** Set State function. */
void (*pSetState)(void *pInstance, UINT32 state);
}
ModClassModule;typedef struct _ModClassDescriptor
{/** Unique ID of the class - set at compile time. */
UINT classID;
struct _ModInstanceDescriptor *(*Constructor)(
int * FW_RESTRICT retVal,
UINT nIO,
WireInstance ** FW_RESTRICT pWires,
size_t argCount,
const Sample * FW_RESTRICT args);
}
ModClassDescriptor;

AWE_MOD_SLOW_ANY_CONST
const ModClassModule awe_modScalerSmoothedExampleClass =
{#ifdef AWE_STATIC_CODE
{ CLASSID_SCALERSMOOTHEDEXAMPLE, NULL },
#else
{ CLASSID_SCALERSMOOTHEDEXAMPLE, NULL },
#endif
ClassModule_PackArgCounts(4, 0),//(Public words, private words)
awe_modScalerSmoothedExampleProcess, // Processing function
IOMatchUpModule_Bypass, // Bypass function
#ifndef AWE_NO_SETGET_FUNCTIONS
awe_modScalerSmoothedExampleSet, // Set function
0, // Get function
#else
0, // Set function
0, // Get function
#endif
0, // Set State function
};

处理器中的模块Schema文件提供给Server关于处理器中所有可用的模块的信息。这样Server就可以直接使用模块名而不是ID来控制模块。模块Schema文件是集成在DLL中的。用这个文件，server就可以将类ID和模块名对应起来。

用Matlab M文件生成代码
运行命令，

M=scaler_smoothed_example_module('temp');
awe_generate_module(M);

随后就会生成code在
Include/ModScalerSmoothedExample.h
Source/ModScalerSmoothedExample.c
模块源文件常常是以一个lib包为单位进行生成的，然后会生成一个schema文件。

MM=cell(0,0);
MM{end+1}=downsampler_example_module('temp', 2); % 100%
instantiation
MM{end+1}=fader_example_fract32_module('temp');
MM{end+1}=fader_example_module('temp');
MM{end+1}=lah_limiter_example_module('temp', 5); % 100%
instantiation
MM{end+1}=peak_hold_example_fract32_module('temp');
MM{end+1}=peak_hold_example_module('temp');
MM{end+1}=scaler_example_module('temp');
MM{end+1}=scaler_smoothed_example_module('temp');
[DependMM, DependName]=make_standardmodulepack(0);
USESLIB{1}.MM=DependMM;
USESLIB{1}.str=DependName;
[DependMM, DependName]=make_deprecatedmodulepack(0);
USESLIB{2}.MM=DependMM;
USESLIB{2}.str=DependName;
[DependMM, DependName]=make_advancedmodulepack(0);
USESLIB{3}.MM=DependMM;
USESLIB{3}.str=DependName;
awe_generate_library(MM, DIR, 'Examples', USESLIB, GENDOC);

生成好源文件之后，可以开始使用VisualStudio 编译DLL文件。Server可以使用这个DLL文件。

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