es8388音频芯片驱动之二:特征与功能介绍

原创 嵌入式Lee 2024-06-19 08:03

一. 前言

前文已经实现了寄存器的读写,可以进行es8388的配置。本文继续来分享下es8388的细节,各个模块功能,为后面配置,驱动编写做准备。

二. 系统框图

2.1 基本特征

ES8388是一款高性能、低功耗、低成本的带耳机放大器的立体声音频编解码器。由2通道ADC2通道DAC、麦克风放大器、耳机放大器、数字音效以及模拟混合和增益功能等部分组成。使用的多位-Δ技术对时钟抖动具有低灵敏度和低带外噪声(我们前面文章专门分享过的PDM原理即-Δ原理,并还分享了其应用比如降帧率率算法)

ADC

l24位,8 kHz96 kHz采样频率

l95 dB动态范围,95 dB信噪比,-85 dB THD+N

l带麦克风放大器的立体声或单声道麦克风接口

l自动电平控制和噪声门限

l21模拟输入选择

l各种模拟输入混合和增益

DAC

l24位,8 kHz96 kHz采样频率

l96 dB动态范围,96 dB信噪比,-83 dB THD+N

l40 mW耳机放大器,无爆裂噪声

l耳机无帽模式

l立体声增强

l低音和高音

l各种模拟输出混合和增益

功耗

l1.8V3.3V操作

l7 mW播放;16 mW播放和录制

系统

lI2CSPI uC接口

l256Fs384FsUSB 12 MHz24 MHz

l主串行端口或从串行端口

lI2S、左对齐、DSP/PCM模式

2.2系统框图

框图如下,主要注意录音输入ADC,播放输出DAC的路径数据流,后面es8388的配置即针对这两条路径的配置。


2.3 原理图与硬件检查

典型原理图如下

IIC/SPI接口驱动读写寄存器阶段,只需要确认DVDDPVDD的电源,CE的电平决定IIC的地址,确认其信号即可。

后续如果ADC或者DAC无数据则需要检查配置,确认HPVDDAVDD电源,

确认VMIDADCVREFVREF是否有对应电压输出,没有则可能是对应模块设置为了PDN掉电或者LP低功耗,需要检查寄存器配置。

其他就是检查MCLK,各IIS信号等,示波器看信号,逻辑分析仪看解析。

三. 功能介绍

3.1主从模式与BCK设置

有两个参数,一个是ES8388IIS工作在主还是从模式,寄存器8MSC(bit7)控制ES8388是主模式还是从模式,默认为1是主模式,一般改为0作为从,控制器作为主。

一个是数据采样率是单速率还是双速率模式single speed /double speed

寄存器13的位5ADCFsMode0ADCsingle采样模式,否则为双速率采样模式。寄存器24的位5DACFsMode0DACsingle采样模式,否则为双速率采样模式。

不管什么模式MCLK都由控制器提供。

MSC=0ES8388是从模式,此时BCLKLRCK都由控制器提供

此时控制器自定检测MCLK/LRCK,控制器提供的MCLKLRCK必须符合以下表格,

一般SCLK/LRCK64,即双通道,一个LRCK的高电平或者低电平有32个时钟,可以传输每一个通道的最多32位数据,当然数据可以小于24位,此时就有不同的数据格式见后面格式说明。

一个是数据采样率是单速率还是双速率模式single speed /double speed

寄存器13的位5ADCFsMode0ADCsingle采样模式,否则为双速率采样模式。寄存器24的位5DACFsMode0DACsingle采样模式,否则为双速率采样模式。

不管什么模式MCLK都由控制器提供。

MSC=0ES8388是从模式,此时BCLKLRCK都由控制器提供

此时控制器自定检测MCLK/LRCK,控制器提供的MCLKLRCK必须符合以下表格,

一般SCLK/LRCK64,即双通道,一个LRCK的高电平或者低电平有32个时钟,可以传输每一个通道的最多32位数据,当然数据可以小于24位,此时就有不同的数据格式见后面格式说明。

MSC=1ES8388是主模式,此时BLCKLRCKES8388提供,MCLK可以配置是否二分频CLKDIV2。然后再分频BLCKDIV得到BCLK

MCLK分频ADCFsRatio (寄存器13)DACFsRatio(寄存器24)得到LRCK

MCLKLRCKBCLK要符合手册表格Table 2 Master Mode Sampling Frequencies and MCLK/LRCK Ratio

一般把ES8388设置为从模式,控制器作为主模式。

ADCDAC理论上各有一个LRCK,但是只有一个LRCK引脚,所以必须配置为一样,所以

寄存器43slrck必须设置为1(默认值为0)lrck_sel设置为0.

主模式LRCK配置路径如下,寄存器1324配置:

从模式时,自动检测,但是只支持,1324寄存器左边一列的配置。

BCLK配置如下8寄存器配置。

从模式8寄存器的BCLKDIV 要配置为0.

3.2电源控制

寄存器0~6,重点是寄存器0123

寄存器01设置内部bias,参考电压。

寄存器2,控制数字模块,状态机,DLL内部参考电压,配置前配置为0xF3,配置完配置为0x00.

寄存器3,配置ADCDAC的开关,输入和输出部分的上电。

寄存器4配置DAC的上电,4各输入引脚的使能。

寄存器56设置低功耗。

3.3 配置接口

支持IICSPI,前文已经分享了,不再赘述。

3.4 寄存器

共有53个寄存器,分为全局控制(主要是模式,电源控制,低功耗控制等)ADC部分,DAC部分寄存器。

寄存器详见手册描述,上一篇我们也读出了全部寄存器和手册默认值进行对比。

3.5 IIS接口

数据支持4种格式,IIS格式,左对齐,右对齐,DSP/PCM格式,分别如下

都是DSDINDSCLK上升沿采样,ASDOUTASCLK下降沿就准备好。

可以寄存器配置左右通道谁先谁后。

标准IIS格式如下,最多支持24位数据,高位在前,第2SCLK开始传输数据,这里需要特别注意。左右通道数据轮流来。

左对齐格式,最多支持24位数据,高位在前,第一个SCLK开始传输数据,

右对齐格式,最多支持24位数据,高位在前,最右边数据是有效数据,

PCM/DSP格式,此时LRCK是一个脉冲,不是用于表示通道区分,而是用于表示启动传输,高位在前,AB的区别是ALRCK脉冲后第2SCLK开始传输数据,而B则是第一个SCLK开始。

数据格式配置

寄存器12配置ADC格式,DATSEL可以配置左右通道数据和左右ADC对应关系,

ADCLRP配置第几个时钟开始或者是极性

ADCWL配置字长

ADCFORMAT配置格式

寄存器23配置DAC格式

DACLRSWAP可以配置左右通道交换,其他和ADC一样。


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