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` 几年前自己就很想DIY一个音频播放设备，那时候也申请了一些音频DAC以及运放，前前后后做了一些耳放，也用PCM1793和51做过一个CD-ROM播放器(遥控器控制)。但逐渐感觉没兴趣了，自己也没什么仪器可以测试，所以也就是简单地按照一些典型电路自己焊板子调试，之后很长一段时间都没有做过相关的东西。不过之前剩下的一些元件放着也可惜，于是决定再次动手！ 这次的计划是做一个USB异步音频声卡，用STM32做USB接口，FPGA(用的是EP2C5T144)缓存数据并合成I2S信号给PCM1796。9月开学前花了几天画了PCB，然后国庆这几天了实现了初步的USB声卡功能。先上图： 
音质感觉不错，具体就不评论了，现在对调试经验进行一点总结。 1. USB异步音频传输，主要需要2个同步端点: 1） 同步IN端点，该端点负责实时反馈设备的速度(可以理解为传快传慢)。这个反馈值以USB上的SOF为参考，代表每一帧需要消耗的数据量，在USB全速设备中(full speed)，该值以10.10的格式放在3byte中(对齐MSB)，这前后各10位分别代表实际消耗速度的整数和分数部分；如果是高速设备则情况稍有不同，是以微帧为单位，反馈的格式也不一样。 在此我主要参考了USB Audio Class Spec V1.0以及USB Device Class Definition for Audio Data Formats的内容，其中反馈(feedback)的一些情况在USB Specification Rev.2.0里也有描述。 2） 同步OUT端点，音频数据流就在这个端点上传输，每一帧(Frame)都会有数据传过来。 我的系统是WIN7，在实际测试后发现，反馈值并不影响接收的音频采样率，即：PC端根据反馈值会少发或多发一些采样值，但不会因为的设备反馈值变化而去SRC原始音频数据，换句话说，原始的音频数据会始终保持自身的采样值，不会被SRC而去匹配设备的实际回放采样率。因此，我认为这个反馈值不能理解为设备采样率，可以简单的理解成传快和传慢。不过反馈值的只在一定的范围内起作用，例如：设备被设定在44.1KHZ采样率以及16BIT的模式下工作，则反馈值是以44.1*2*2 = 176.4为基准，在一定的范围内才有效，假设一种极端情况，如果我反馈值为44.1+10 = 54.1(表明我每一帧需要消耗超过200 byte的数据)，但实际接收的一帧数据包大小甚至不会超过200。因此，这个反馈值起到一个微调作用，设备可以根据缓存的情况实时反馈传输速度。 2. 关于I2S： 因为目前手上只有16.36767MHZ的晶振，可以通过该晶振产生42.626KHZ的I2S信号(因为暂时只有这个晶振，只能勉强代替44.1KHZ采样率，这样的确会使得播放速度变慢，音调变低)。 为了获得I2S首先将16.36767MHZ进行8分频得到2.046MHZ的BCK，每24个BCK组成一个声道的数据。我用的是16bit Right Jusitified的格式，因此16bit的音频数据就在每24个BCK的后16个上发送，48个BCK传输的就是一个双声道音频的一个双声道采样值，同时，对BCK进行48分频就能得到42.626KHZ的LRCK。注意LRCK和BCK以及DATA需要按时序对齐。 主要参考PCM1796手册里的这张时序图：
3. 在STM32有关USB的设计中一定要小心控制中断函数里的执行时间，不然会出现麻烦。为了分析MCU里开辟的缓存使用情况，我在SOF的回调函数(在SOF中断中调用)里用串口打印调试信息，结果这段代码导致了音乐顿卡，最后花了不少时间才终于找到导致问题的原因。 具体情况是这样的：我在SOF回调函数中加入一段每几百次SOF就printf一次的代码，由于串口配置的波特率是9600，且是忙等的方式输出字符，可想而知输出一次信息就会占用好几个SOF的时间，导致MCU卡在了中断函数中，同步端点的输出不能按时接收，结果就导致音乐大概每一秒都会严重断流一次。 4. 经测试发现，在系统没有声音的时候(例如没有音乐播放)，在用于传输音频数据的OUT ENDPOINT上是不会有数据包的。 5. 整个制作过程中最棘手的一个问题是STM32会随机”死掉”，在DEBUG下才发现产生了HARD FAULT，那问题就来了，这个HARD FAULT是怎么来的？因为是随机产生 的，比如说可能设备刚连上PC过几秒就HARD FAULT，也可能是听了几分钟后再HARD FAULT，所以我在定位问题代码时花了不少时间，具体过程我在另外写一篇随笔里介绍。直接说结果吧，最终找到问题来源于u***_ini.c文件中的HP中断处理过程中，在这个端点IO处理的函数中，获取可能会现端点号为0的情况(HP处理的是同步端点和块传输端点，因此不可能会有0号端点，因为0号端点是默认的控制端点)，而HP处理0号端点会导致数组越界，跳转到一个错误的入口，从而导致hard fault。出现这样情况的原因暂不明，目前认为可能是传输错误导致的。 6. 对FSMC总线上的某个地址直接读写时，一定要对指针加volatile关键字，例如: *(volatile uint16_t*)(FIFO_ADDR) = streamBuff。这就如同库文件在定义寄存器时会加 __IO，其实这就是关键字volatile。如果不加volatile，编译器可能会进行优化，例如对某个地址连写4次，编译后的程序却只执行最后一次。 7. quartus中调用的异步FIFO的IP，其rdusedw、rdempty和wrusedw、wrfull等信号是分别在rdclk和wrclk下改变的，并且有一定延时，具体情况可以查看FIFO说明文档。这意味着，如果长时间没有输入wrclk(或rdclk)，则相应的读写状态信号是不确定的。 暂时就写到这里，以后再整理。最后再上两张图。
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表示e币好少，又得慢慢挣了
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多谢分享 支持一下！！！
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楼主这个实在太棒了，我也想做一个
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