S3C24lO是Samsung公司一款基于ARM920T核的微處理器，通過ⅡS音頻總線與UDAl341型CODEC構成一種嵌入式音頻系統，實現音頻的播放和采集。給出相關硬件電路的說明及Linux下音頻驅動程序的設計要點。

　　1 引言

　　嵌入式音頻系統分為硬件設計和軟件設計。硬件部分采用基于ⅡS總線的音頻系統體系結構。軟件上，嵌入式Linux是一種完全開放且免費的操作系統。它支持多種硬件體系結構，內核運行高效、穩定，而且源代碼開放，有著完善的開發工具，為開發人員提供了優良的開發環境。

　　本文利用samsung公司的S3C2410型微處理器和Philips公司的UDAl341型立體聲音頻CODEC構造了嵌入式音頻系統，給出相關硬件電路的設計，介紹該音頻系統基于Linux2.4內核版本的驅動程序實現。

　　2 ARM920T及S3C2410簡介

　　ARM920T是ARM公司系列微處理器核的一種，它采用5階段管道化技術，同時配備了Thumb擴展、Embedded ICE調試技術和Harvard總線。在生產工藝相同的情況下，性能可達ARM7TDMI的2倍以上。S3C2410是Samsung公司采用0.18 μm工藝制造的ARM9TDMI核微處理器。它有獨立的16KB指令Cache、16KB數據Cache和MMU，這一特性使得開發人員可以直接將Linux移植到基于該處理器的目標系統中。

　　3 基于ⅡS總線的硬件框架實現

　　ⅡS(Inter-IC Sound)總線是Philips公司提出的串行數字音頻總線協議。它是一種面向多媒體的音頻總線，專用于音頻設備之間的數據傳輸，為數字立體聲提供序列的連接至標準編解碼器。ⅡS總線只處理聲音數據。其他信號(如控制信號)必須單獨傳輸。為了使電路的引出引腳盡可能少，ⅡS只使用了3條串行總線：提供分時復用功能的數據線、字段選擇線和時鐘信號線。

　　整個音頻系統的硬件部分主要是CPU和CODEC的連接與實現。本系統采用Philips基于ⅡS音頻總線的UDAl34l型音頻CODEC。該CODEC支持ⅡS總線數據格式，采用位元流轉換技術進行信號處理，具有可編程增益放大器(PGA)和數字自動增益控制器(AGC)。

　　S3C2410內置ⅡS總線接口，可直接外接8/16比特的立體聲CODEC。它還可以給FIFO通道提供DMA傳輸模式而非中斷模式，從而使數據發送和接收同時進行。該ⅡS接口有3種工作方式，可以通過設置ⅡSCON寄存器來選擇。本文介紹的硬件框架基于傳輸和接收模式。在這種模式下，ⅡS數據線將通過雙通道DMA同時接收和發送音頻數據，DMA服務請求由FIFO只讀寄存器自動完成。S3C2410支持4通道連接系統總線(AHB)和外圍總線(APB)的DMA控制器。表1列出S3C2410的各通道請求源。

　　為了實現音頻數據的全雙工傳輸，需要使用S3C2410的通道1和通道2：接收數據選擇通道1和發送數據選擇通道2。S3C2410的DMA控制器沒有內置的DMA存儲區域，因而程序中必須為音頻設備分配DMA緩存區，通過DMA直接將需要回放或錄音的數據放在內存的DMA緩存區中。

　　如圖1所示，S3C2410的ⅡS總線信號與U-DAl34l的ⅡS信號直接相連。L3接口的引腳L3MODE、L3CLOCK和L3DATA分別連接到S3-C2410的GPBl、GPB2和GPB3通用數據輸出引腳。UDAl34l對外提供兩組音頻信號輸入接口，每組包括左右2個聲道。

　　如圖2所示，2組音頻輸入在UDAl34l內部的處理存在很大差別：第一組音頻信號輸入后經過1個0 dB/6 dB開關后采樣送入數字混音器;第二組音頻信號輸入后先經過可編程增益放大器(PGA)，然后再進行采樣，采樣后的數據要再經過數字自動增益控制器(AGC)送入數字混音器。設計硬件電路時選用第二組輸入音頻信號。因為希望通過軟件的方法實現對系統輸入音量大小的調節，顯然選用第二組可以通過L3總線接口控制AGC來實現。另外，選擇通道2還可以通過PGA對從NIC輸入的信號進行片內放大。

由于ⅡS總線只處理音頻數據，因此UDAl34l還內置了用于傳輸控制信號的L3總線接口。L3接口相當于混音器控制接口，可以控制輸入/輸出音頻信號的低音及音量大小等。L3接口接在S3C2410的3個通用GPIO輸入輸出引腳上，利用這3個I/O口模擬L3總線的全部時序和協議。這里一定要注意L3總線的時鐘不是連續時鐘，它只在數據線上有數據時才發出8個周期的時鐘信號，其他情況下時鐘線始終保持高電平。