Audio驱动开发之音频链路

【元器件说明】

本文中使用的 Codec 芯片为 ALC5677。

【音频链路模型】

一个常见的音频链路如图1 所示，包含音频输入、ADC、DSP、DAC、音频输出 5 大部分。

图1 音频链路模型

【音频输入部分】

在图1 中，DSP 的音频数据来源，也即音频输入部分只有麦克风。而实际上，这部分音频数据也可以从文件中读取，比如我们在电脑或手机上播放一个 mp3 文件。在我们项目中，DSP 的音频来源分为 3 大部分。如图2 所示：

图2 实际项目的 DSP 音频输入

第 1 部分音频输入是 IF1_DAC_0/1 和 IF2_DAC_0/1，这是从 I2S 接口传递过来的数据，是 CPU 打开并读取的音频文件数据；第 2 部分音频输入是 Stereo1_ADC_Mixer，这是麦克风采集的声音信号经过 ADC 之后得到的；第 3 部分音频输入是 DAC1_FS，目前只知道她是音频输出前对各路信号混音后的产物（见图3），但还不清楚其存在的意义。

MX-A3[14:12] 的作用是决定哪一部分音频可以进入 DSP 进行处理，每个时刻只允许一路数据进入到 DSP。在这里，音频信号重新被拆分成左、右声道数据，用 InBound0、InBound1 表示。

【音频输出部分】

音频输出到扬声器或耳机前，需要对待输出的音频信号进行混音。在项目中，这些音频信号也分为 3 部分。如图3 所示（如果图比较小可以按下 ctrl 键同时向前滚动鼠标滚轴以放大）：

图3 实际项目的音频输出

第1 部分待混音数据是 Stereo1_ADC_Mixer_L/R，这是麦克风采集到声音数据；第 2 部分待混音数据是 OutBound0/1，这是经过 DSP 处理后的音频数据；第 3 部分待混音数据是 IF1_DAC_0/1 和 IF2_DAC_0/1，这是 CPU 从文件读取后，经 I2S 接口传递过来的信号。混音的输出结果是 Stereo1_DAC_MIXL 和 Stereo1_DAC_MIXR，即左右 2 个声道的最终音频流形式。这 2 路最终的数字音频信号输出被送入 DAC 电路转换为模拟音频信号，之后再送入扬声器或耳机进行播放。如图4 所示：

图4 输出部分混音后的音频最终被送入 DAC 电路

在图3 中我们还可以看到合成了上文提到的 DAC1_FS 音频流。

【实际电路连接】

知道了音频数据的流向之后，我们再来看看电路板上音频相关的实际电路连接。我将所有音频相关的引脚整理成了一个关系图。如图5 所示（如果图比较小可以按下 ctrl 键同时向前滚动鼠标滚轴以放大）：

图5 电路连接结构图

通过这幅结构图我们可以很清晰地看到：

麦克风音频输入通过 MIC2P 接入到 Codec 芯片；音频文件数据输入通过 I2S_2_xxx 接入到 Codec 芯片。

耳机音频输出通过 LOUT1P/N 和 LOUT2P/N 从 Codec 芯片引出到耳机功放芯片 MAX97220，之后连接到耳机喇叭。

扬声器音频输出通过 LOUT1P/N 和 LOUT2P/N 从 Codec 芯片引出到扬声器功放芯片 AW8736FCR，之后连接到扬声器喇叭。

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