[参考译文] TLV320ADC5140：器件初始化后、PDM 信号上无活动

尊敬的 Jeff：

感谢您的答复。

我可以确认、ASI_OUT_CH_EN 设置为启用前4个通道、并且还写入 PWR_CFG 寄存器且 ADC_PDZ 和 PLL_PDZ 位均设置为1、以启用 ADC 和 PLL。

此致、
凯文

尊敬的 Kevin：

感谢您的确认。 您能与我分享您编辑过的脚本吗？ 我想确认一下、它适用于 EVM。

谢谢！
J·麦克弗森

尊敬的 Jeff：

好的。 下面是我正在使用的初始化顺序(可悲的是,它正在使用 Arduino 平台在此刻):

/* STEP 2.a - release SHDNZ */
digitalWrite(AUD_SHDN, HIGH);

/* STEP 2.b - wait for at least 1ms for intialisation */
delay(10);

/* STEP 3.a - wake up device */
Wire.beginTransmission(0x4C);
Wire.write(SLEEP_CFG);
/* AREG_SELECT = 1, SLEEP_ENZ = 1 */
Wire.write(AREG_SELECT_MASK | SLEEP_ENZ_MASK);
Wire.endTransmission();

/* STEP 3.b - wait for wakeup */
delay(50);

/* STEP 3.d - configure channels for PDM */
Wire.beginTransmission(0x4C);
Wire.write(CH1_CFG0);
/* CH1_INSRC = 10 */
Wire.write(CH_INSRC(2));
Wire.endTransmission();

delay(10);

/* STEP 3.d continued - configure channels */
Wire.beginTransmission(0x4C);
Wire.write(CH2_CFG0);
/* CH2_INSRC = 10 */
Wire.write(CH_INSRC(2));
Wire.endTransmission();

delay(10);

/* STEP 3.e - configure PDMCLK output */
Wire.beginTransmission(0x4C);
Wire.write(GPO_CFG0);
/* GPO1_CFG = 0100, GPO1_DRV = 001 */
Wire.write(GPO_CFG(4) | GPO_DRV(1));
Wire.endTransmission();

delay(10);

/* STEP 3.e continued - configure PDMCLK output */
Wire.beginTransmission(0x4C);
Wire.write(GPO_CFG1);
/* GPO2_CFG = 0100, GPO2_DRV = 001 */
Wire.write(GPO_CFG(4) | GPO_DRV(1));
Wire.endTransmission();

delay(10);

/* STEP 3.f - configure PDMIN inputs */
Wire.beginTransmission(0x4C);
Wire.write(GPI_CFG0);
/* GPI1_CFG = 0100, GPI2_CFG = 101 */
Wire.write(GPI_CFG_1(4) | GPI_CFG_2(5));
Wire.endTransmission();

delay(10);

/* STEP 3.g - enable 4 input channels */
Wire.beginTransmission(0x4C);
Wire.write(IN_CH_EN);
/* IN_CH1_EN = 1, IN_CH2_EN = 1, IN_CH3_EN = 1, IN_CH4_EN = 1 */
Wire.write(IN_CH1_EN_MASK | IN_CH2_EN_MASK | IN_CH3_EN_MASK | IN_CH4_EN_MASK);
Wire.endTransmission();

delay(100);

/* STEP 3.h - enable ASI output channels */
Wire.beginTransmission(0x4C);
Wire.write(ASI_OUT_CH_EN);
Wire.write(ASI_OUT_CH1_EN_MASK | ASI_OUT_CH2_EN_MASK | ASI_OUT_CH3_EN_MASK | ASI_OUT_CH4_EN_MASK);
Wire.endTransmission();

delay(10);

/* set the ASI_FORMAT to I2S */
Wire.beginTransmission(0x4C);
Wire.write(ASI_CFG0);
/* ASI_FORMAT = 1, ASI_WLEN = 3 */
Wire.write(0x70);
Wire.endTransmission();

delay(10);

/* STEP 3.i - power up ADC and PLL */
Wire.beginTransmission(0x4C);
Wire.write(PWR_CFG);
/* ADC_PDZ = 1, PLL_PDZ = 1 */
Wire.write(ADC_PDZ_MASK | PLL_PDZ_MASK);
Wire.endTransmission();

delay(10);

然后、我使用以下代码对所有寄存器执行回读、包括 I2C_CKSUM：

/* read back the registers for validation */
Wire.beginTransmission(0x4C);
Wire.write(0);
Wire.endTransmission();

for (int i = 0; i < 0x7F; i++) {
  /* try and ready a byte */
  Wire.requestFrom(0x4C, 1);
  uint8_t value = Wire.read();

  Serial.printf("0x%02X: ", i);
  Serial.print(value);

  if (value) {
    Serial.print(" (0b");
    Serial.print(((value & 0xF0) >> 4), BIN);
    Serial.print(" ");
    Serial.print((value & 0x0F), BIN);
    Serial.println(")");
  } else {
    Serial.println();
  }
}

和下面显示了寄存器值：

0x00: 0
0x01: 0
0x02: 129 (0b1000 1)
0x03: 0
0x04: 0
0x05: 5 (0b0 101)
0x06: 0
0x07: 112 (0b111 0)
0x08: 0
0x09: 0
0x0A: 0
0x0B: 0
0x0C: 1 (0b0 1)
0x0D: 2 (0b0 10)
0x0E: 3 (0b0 11)
0x0F: 4 (0b0 100)
0x10: 5 (0b0 101)
0x11: 6 (0b0 110)
0x12: 7 (0b0 111)
0x13: 2 (0b0 10)
0x14: 72 (0b100 1000)
0x15: 255 (0b1111 1111)
0x16: 16 (0b1 0)
0x17: 16 (0b1 0)
0x18: 4 (0b0 100)
0x19: 32 (0b10 0)
0x1A: 2 (0b0 10)
0x1B: 8 (0b0 1000)
0x1C: 0
0x1D: 0
0x1E: 2 (0b0 10)
0x1F: 64 (0b100 0)
0x20: 0
0x21: 34 (0b10 10)
0x22: 65 (0b100 1)
0x23: 65 (0b100 1)
0x24: 0
0x25: 0
0x26: 0
0x27: 0
0x28: 0
0x29: 0
0x2A: 0
0x2B: 69 (0b100 101)
0x2C: 0
0x2D: 0
0x2E: 0
0x2F: 0
0x30: 0
0x31: 0
0x32: 0
0x33: 255 (0b1111 1111)
0x34: 0
0x35: 0
0x36: 128 (0b1000 0)
0x37: 0
0x38: 128 (0b1000 0)
0x39: 0
0x3A: 0
0x3B: 0
0x3C: 64 (0b100 0)
0x3D: 0
0x3E: 201 (0b1100 1001)
0x3F: 128 (0b1000 0)
0x40: 0
0x41: 64 (0b100 0)
0x42: 0
0x43: 201 (0b1100 1001)
0x44: 128 (0b1000 0)
0x45: 0
0x46: 0
0x47: 0
0x48: 201 (0b1100 1001)
0x49: 128 (0b1000 0)
0x4A: 0
0x4B: 0
0x4C: 0
0x4D: 201 (0b1100 1001)
0x4E: 128 (0b1000 0)
0x4F: 0
0x50: 0
0x51: 0
0x52: 201 (0b1100 1001)
0x53: 128 (0b1000 0)
0x54: 0
0x55: 0
0x56: 0
0x57: 201 (0b1100 1001)
0x58: 128 (0b1000 0)
0x59: 0
0x5A: 0
0x5B: 0
0x5C: 201 (0b1100 1001)
0x5D: 128 (0b1000 0)
0x5E: 0
0x5F: 0
0x60: 0
0x61: 201 (0b1100 1001)
0x62: 128 (0b1000 0)
0x63: 0
0x64: 0
0x65: 0
0x66: 0
0x67: 0
0x68: 0
0x69: 0
0x6A: 0
0x6B: 1 (0b0 1)
0x6C: 64 (0b100 0)
0x6D: 123 (0b111 1011)
0x6E: 0
0x6F: 0
0x70: 231 (0b1110 111)
0x71: 0
0x72: 0
0x73: 240 (0b1111 0)
0x74: 240 (0b1111 0)
0x75: 64 (0b100 0)
0x76: 0
0x77: 192 (0b1100 0)
0x78: 0
0x79: 0
0x7A: 255 (0b1111 1111)
0x7B: 0
0x7C: 255 (0b1111 1111)
0x7D: 140 (0b1000 1100)
0x7E: 200 (0b1100 1000)

除了所有通道都显示为已断电这一事实外、初始化似乎没有什么不妥。

尊敬的 Kevin：

从寄存器0x15、器件似乎在报告存在时钟错误。 我将您的代码转换为 I2C 脚本(请参阅下文、因为这些脚本缺失、我还添加了 CH3和4)、并在 EVM 上运行它、没有任何问题。 您能否确认发送到器件的所有时钟都是干净的、频率正确？

w 98 01 01 #software reset
w 98 02 81 #wake up from shutdown
d 50
w 98 3c 40 #CH1 Config as PDM
w 98 41 40 #CH2 Config as PDM
w 98 46 40 #CH3 Config as PDM
w 98 4b 40 #CH4 Config as PDM
w 98 22 41 #GPO Config0
w 98 23 41 #GPO Config1
w 98 2b 45 #Set GPI1/2 for PDM1&2/3&4
w 98 73 f0 #Enable input CH1-4
w 98 74 f0 #Enable output CH1-4
w 98 07 70 #Set I2S Format
w 98 75 60 #Power Up

此致、
J·麦克弗森

尊敬的 Jeff：

这很可能是我缺乏理解的原因。

当您提到"所有时钟"时、您是指来自主站的时钟、即我的 ESP32 I2S 总线吗？

我假定 PDM 接口将正常运行、与 ASI/I2S 总线无关。

凯文

还不错，有些进步……

我已使用一些默认值配置了 I2S 总线、寄存器0x15现在报告的值为4、这表示检测到的采样率为44.1或48kHz、BCLK 与 FSYNC 之比为16。 寄存器0x76现在报告0xF0、因此4个通道现在被启用。

但是、我仍然看不到两组麦克风的 PDM 信号有任何活动、并且从 I2S 驱动程序报告的数据全部为零。 PDMCLK 线路的 SAT 处于大约0.7V、PDMDAT 线路的 SAT 处于大约0.1V。 电路板上没有短路、只有零活动。

以下是 I2S 初始化后的完整寄存器转储：

0x00: 0
0x01: 0
0x02: 129 (0b1000 1)
0x03: 0
0x04: 0
0x05: 5 (0b0 101)
0x06: 0
0x07: 112 (0b111 0)
0x08: 0
0x09: 0
0x0A: 0
0x0B: 0
0x0C: 1 (0b0 1)
0x0D: 2 (0b0 10)
0x0E: 3 (0b0 11)
0x0F: 4 (0b0 100)
0x10: 5 (0b0 101)
0x11: 6 (0b0 110)
0x12: 7 (0b0 111)
0x13: 2 (0b0 10)
0x14: 72 (0b100 1000)
0x15: 4 (0b0 100)
0x16: 16 (0b1 0)
0x17: 16 (0b1 0)
0x18: 4 (0b0 100)
0x19: 32 (0b10 0)
0x1A: 2 (0b0 10)
0x1B: 8 (0b0 1000)
0x1C: 0
0x1D: 0
0x1E: 2 (0b0 10)
0x1F: 64 (0b100 0)
0x20: 0
0x21: 34 (0b10 10)
0x22: 65 (0b100 1)
0x23: 65 (0b100 1)
0x24: 0
0x25: 0
0x26: 0
0x27: 0
0x28: 0
0x29: 0
0x2A: 0
0x2B: 69 (0b100 101)
0x2C: 0
0x2D: 0
0x2E: 0
0x2F: 0
0x30: 0
0x31: 0
0x32: 0
0x33: 255 (0b1111 1111)
0x34: 0
0x35: 0
0x36: 128 (0b1000 0)
0x37: 0
0x38: 0
0x39: 0
0x3A: 0
0x3B: 0
0x3C: 64 (0b100 0)
0x3D: 0
0x3E: 201 (0b1100 1001)
0x3F: 128 (0b1000 0)
0x40: 0
0x41: 64 (0b100 0)
0x42: 0
0x43: 201 (0b1100 1001)
0x44: 128 (0b1000 0)
0x45: 0
0x46: 0
0x47: 0
0x48: 201 (0b1100 1001)
0x49: 128 (0b1000 0)
0x4A: 0
0x4B: 0
0x4C: 0
0x4D: 201 (0b1100 1001)
0x4E: 128 (0b1000 0)
0x4F: 0
0x50: 0
0x51: 0
0x52: 201 (0b1100 1001)
0x53: 128 (0b1000 0)
0x54: 0
0x55: 0
0x56: 0
0x57: 201 (0b1100 1001)
0x58: 128 (0b1000 0)
0x59: 0
0x5A: 0
0x5B: 0
0x5C: 201 (0b1100 1001)
0x5D: 128 (0b1000 0)
0x5E: 0
0x5F: 0
0x60: 0
0x61: 201 (0b1100 1001)
0x62: 128 (0b1000 0)
0x63: 0
0x64: 0
0x65: 0
0x66: 0
0x67: 0
0x68: 0
0x69: 0
0x6A: 0
0x6B: 1 (0b0 1)
0x6C: 64 (0b100 0)
0x6D: 123 (0b111 1011)
0x6E: 0
0x6F: 0
0x70: 231 (0b1110 111)
0x71: 0
0x72: 0
0x73: 240 (0b1111 0)
0x74: 240 (0b1111 0)
0x75: 64 (0b100 0)
0x76: 240 (0b1111 0)
0x77: 224 (0b1110 0)
0x78: 0
0x79: 0
0x7A: 255 (0b1111 1111)
0x7B: 0
0x7C: 255 (0b1111 1111)
0x7D: 140 (0b1000 1100)
0x7E: 200 (0b1100 1000)

尊敬的 Kevin：

为了澄清一点、您将无法从 GPO1或2获得 PDM 时钟输出。 MCLK、BCLK 和 FSYNC 的确切频率是多少？

谢谢。
J·麦克弗森

尊敬的 Jeff：

我在 GPO1或 GPO2上都没有看到 PDM 时钟-两个引脚都表现出完全相同的行为。

您对确切频率的问题是一个好问题。 实际上我不确定、因为我不相信我用于配置 I2S 外设的代码允许我指定这些频率-背后似乎在某种程度上进行了处理。 在此、抱歉、我是第一次开发 I2S 器件、因为我对此一无所知。

我怀疑它是否有帮助、但我正在使用的 I2S 初始化代码如下所示：

/* do we need to change these values? */
#define SAMPLE_BUFFER_SIZE 512
#define SAMPLE_RATE 8000

#define I2S_MIC_CHANNEL I2S_CHANNEL_FMT_RIGHT_LEFT

#define I2S_MIC_SERIAL_CLOCK GPIO_NUM_21
#define I2S_MIC_LEFT_RIGHT_CLOCK GPIO_NUM_25
#define I2S_MIC_SERIAL_DATA GPIO_NUM_27

i2s_config_t i2s_config = {
    .mode = (i2s_mode_t)(I2S_MODE_MASTER | I2S_MODE_RX),
    .sample_rate = SAMPLE_RATE,
    .bits_per_sample = I2S_BITS_PER_SAMPLE_32BIT,
    .channel_format = I2S_MIC_CHANNEL,
    .communication_format = I2S_COMM_FORMAT_I2S,
    .intr_alloc_flags = ESP_INTR_FLAG_LEVEL1,
    .dma_buf_count = 4,
    .dma_buf_len = 1024,
    .use_apll = false,
    .tx_desc_auto_clear = false,
    .fixed_mclk = 0
};

i2s_pin_config_t i2s_mic_pins = {
    .bck_io_num = I2S_MIC_SERIAL_CLOCK,
    .ws_io_num = I2S_MIC_LEFT_RIGHT_CLOCK,
    .data_out_num = I2S_PIN_NO_CHANGE,
    .data_in_num = I2S_MIC_SERIAL_DATA
};

// in the main function...

/* set up the I2S bus */
i2s_driver_install(I2S_NUM_0, &i2s_config, 0, NULL);
i2s_set_pin(I2S_NUM_0, &i2s_mic_pins);

我直到下周才能接触到示波器、因此我可以使用它验证目前的确切频率是多少。

再次感谢您对此提供的所有帮助。 非常感谢。

此致
凯文

尊敬的 Kevin：

不用担心。 获得 MCLK、BCLK 和 FSYNC 的频率测量值后、请告诉我。

此致、
J·麦克弗森

尊敬的 Jeff：

FSYNC 的频率为8kHz、 BCLK 的频率为500kHz。 对于每个通道、PDMCLK 上仍然没有任何内容。

此致、
凯文  

更新了。

我已经将采样率更改为44100、现在我得到的 FSYNC 为44.1kHz、BCLK 约为2.8MHz -根据数据表中的表7"支持的 FSYNC 和 BLCK 频率"、这似乎是正确的。 PDMCLK 线路上仍然什么也没有。

我还将 GPIO1配置寄存器(0x21)设置为输出 PDMCLK (0x40)、但是我在 GPIO1引脚本身上也看不到任何内容。 某个项目显然配置不正确、但是在浏览数据表后、我很难理解其中的内容。