wm8960驱动：裸机代码研读

网上已经有基本的wm8960驱动的demo。可以播放特定频率的wav文件。这个程序很具有参考性。
我们知道，初始化wm8960，需要大概的步骤如下：
1.初始化I2C总线，通过I2C接口给wm8960下配置命令。
2.将声音文件加载到memory中
3.初始化I2S，并把内存中的数据通过I2S总线送给wm8960，从而wm8960通过解码播放出声音
我们大概来看一下，这个代码的实现过程：

void main(void)
{
    printf("Audio Test\r\n");

    int offset = 0x2E;                      // 音频数据开始的地方
    short * p = (short *)0x22000000;        // 音频文件应该位于的位置

    iic_init();                             // 初始化i2c

    wm8960_init();                          // 初始化wm8960

    iis_init();                             // 初始化iis

    // 循环播放音频文件
    while (1)
    {
        // polling  Primary Tx FIFO0 full status indication. 
        while((IISCON & (1<<8)) == (1<<8));

        IISTXD = *(p+offset);               // 每次发送2byte

        offset++;
        if (offset > (WAV_SIZE2-0x2e) /2)       // 有多少个2byte = (文件大小-偏移)/2
            offset = 0x2E;
    }
}

其中 wm8960_init()用来初始化wm8960.具体代码：

void wm8960_init(void)
{
    // bit[7:1]: 0x1a
    // bit[0]:0: write
#define WM8960_DEVICE_ADDR      0x34

    // 重置
    iic_write(WM8960_DEVICE_ADDR, 0xf, 0x0);

    // 设置电源
    iic_write(WM8960_DEVICE_ADDR, 0x19, 1<<8 | 1<<7 | 1<<6);
    iic_write(WM8960_DEVICE_ADDR, 0x1a, 1<<8 | 1<<7 | 1<<6 | 1<<5 | 1<<4 | 1<<3);
    iic_write(WM8960_DEVICE_ADDR, 0x2F, 1<<3 | 1<<2);


    // 设置时钟
    //Mclk--div1-->SYSCLK---DIV256--->DAC/ADC sample Freq=11.289(MCLK)/256=44.1KHZ
    iic_write(WM8960_DEVICE_ADDR, 0x4, 0x0);

    // 设置ADC-DAC
    iic_write(WM8960_DEVICE_ADDR, 0x5, 0x0);

    // 设置audio interface
    //I2S format 16 bits word length
    iic_write(WM8960_DEVICE_ADDR, 0x7, 0x2);

    // 设置OUTPUTS
    iic_write(WM8960_DEVICE_ADDR, 0x2, 0xFF | 0x100);
    iic_write(WM8960_DEVICE_ADDR, 0x3, 0xFF | 0x100);

    // 设置DAC VOLUME
    iic_write(WM8960_DEVICE_ADDR, 0xa, 0xFF | 0x100);
    iic_write(WM8960_DEVICE_ADDR, 0xb, 0xFF | 0x100);

    // 设置mixer
    iic_write(WM8960_DEVICE_ADDR, 0x22, 1<<8 | 1<<7);
    iic_write(WM8960_DEVICE_ADDR, 0x25, 1<<8 | 1<<7);

    return;

}

I2S的初始化：

void iis_init(void)
{
    int N;
    // 配置引脚用于i2s功能
    GPICON = 0x22222222;

    // 设置i2s相关时钟
    // step 1: EPLL output 67.7Mhz (see p361 of s5pv210.pdf)
    // EPLL_CON0/ EPLL_CON1, R/W, Address = 0xE010_0110/0xE010_0114)
    // FOUT = (MDIV+K/65536) X FIN / (PDIV X 2SDIV)
    // Fout = (0x43+0.7)*24M / (3*2^3) = 80*24M/24 = 67.7Mhz
#define EPLL_CON0   (*(volatile unsigned int *)0xe0100110)
#define EPLL_CON1   (*(volatile unsigned int *)0xe0100114)
    EPLL_CON0 = 0xa8430303;     // MPLL_FOUT = 67.7Mhz
    EPLL_CON1 = 0xbcee;     // from linux kernel setting


    // step 2: Mux_I2S  AUDIO subsystem clock selection (see P1868 P1875 of s5pv210.pdf)
#define CLK_CON     (*(volatile unsigned int *)0xEEE10000)
    CLK_CON = 0x1;      // 1 = FOUT_EPLL        MUXI2S_A 00 = Main CLK


    // 设置i2s控制器
    // step 3:  Divider of IIS (67.7 -> 11.289Mhz)
    // N + 1 = (67.7Mhz) / (256 * 44.1Khz) = 5.99
    // IISCDCLK  11.289Mhz = 44.1K * 256fs
    // IISSCLK    1.4112Mhz = 44.1K * 32fs
    // IISLRCLK   44.1Khz
    N = 5;
    IISPSR = 1<<15 | N<<8;

    // IIS interface active (start operation).  1 = Active
    IISCON |= 1<<0 | (unsigned)1<<31;

    // [9:8] 10 = Transmit and receive simultaneous mode
    // 1 = Using I2SCLK     (use EPLL)
    IISMOD = 1<<9 | 0<<8 | 1<<10;

}

I2S的初始化，主要完成时钟的初始化.
MPLL_FOUT=67.7Mhz
Codec clock=11.289Mhz—–也称作MCLK=256*fs
I2S SerialCLK(I2SSLK)=1.4122Mhz =2* fs *采样位数
I2S LRCLK ==44.1KHZ

不同采样位数的wav文件，对应的时钟信号有所不同~

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这里详细展开下wm8960和s5pv210的时钟配置.
选择s5pv210为主设备，wm8960为从设备。
1. wm8960的时钟
scaler作为Master, codec作为从设备,scaler要向codec提供IIS root clock (codec clock)
还有Bit clock.
2. 产生这些clk需要时钟源，使用三星S5PV210的话，具体的时钟路由如下:

1) 获得FOUTEPLL ,XXTI是外部晶振，从外部晶振获得FINPLL,由FINPLL经过EPLL模块倍频后，产生
2) 获得IISSCLK,先通过CLKMUX_ASS选择FOUTEPLL时钟为Main CLK,再通过MUXIISA选择MAIN clk为IISCLKSRC，然后通过预分频设定分频，最后产生IISCLK
3) 最终痛过RCLKSRC选择 IIS CLK为 RCLKSRC，再通过分频器分出RCLK，也成为Root clk，或者codec clk.
4) 同时root clk再次通过分频器分出BCLK ，也称作bit clock/serial clk

到此为止,scaler产生MCLK和BCLK给codec.scaler端的时钟设置完毕.

Codec端设置：
同理，codec端也需要配置：
1) 设置SYSCLK由MCLK分频1产生
2) 设置DAC/ADC 频率由SYSCLK分频256产生
频率44100hz 16bit的wav文件
LRCLK =音频本身的频率（44.1Khz）
BCLK =2*fs*采样位数（1.411Mhz）
MCLK=256*fs（11.289Mhz）

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s5pv210寄存器配置：

Fout = (0x43+0.7)*24M / (3*2^3) = 80*24M/24 = 67.7Mhz
EPLL_CON0 = 0xa8430303;
EPLL_CON1 = 0xbcee;
到此为止：FOUTEPLL已经配置完成，此时FOUTEPLL=67.7Mhz

这边通过配置 AUDIO SUBSYSTEMCLK SRC REG(AUDIO_CLK)
AUDIO_CLK =0x01;
Main clk由 CLKMUX_ASS选择器选择源时钟为上面得到的FOUTEPLL时钟,同时MUXI2S_A选择器设置为00，选择得到的main clk为I2SCLK的源时钟.
寄存器AUDIO_SUBSYSTEMCLK DIV中 I2S_A_RATIO 默认为0,也就是说I2SCLK=上面得到的I2SCLK的时钟源分频1

上面是I2SCON寄存器
I2SCON =1<<0 | (unsigned)1<<31;

这是IISMOD寄存器，其中bit0无意义，所以不列出

我们已经得到了I2SCLK,那么用它干啥？

在获得RCLKSRC时我们需要配置IISMOD[10],选择I2SCLK为时钟源，所以
IISMOD[10]=1 //use I2SCLK
这边的配置基本上就差不多了：RCLKSRC经过一个分频器获得RCLK，RCLK在经过一个分频器获得BCLKmaster.
1) 我们设置scaler为Master模式.codec为slave模式，所以有IISMOD[11]=0
2) SDF描述了IIS信号的传输格式，IIS,左对齐，右对齐，这边选择IIS模式，所以有IISMOD[6:5]=0
3) TXR描述传输方向,选择同时支持发送和接收，所以有IISMOD[9:8]=10
4) CDCLKCON选择codec的时钟，我们是IC内部提供CDCLK给codec.这里的CDCLK指的就是RCLK(root clk)，所以有IISMOD[12]=0
5) BLC 描述了每个声道传送的bit数，我们配置为16bits per channel，这里有IISMOD[14:13]=00
6) CDD1,CDD2描述发送端是否丢弃数据，我们选择不丢弃，IISMOD[21:20]=0.IISMOD[19:18]=0
7) BLC_S, BLC_P描述second，primary fifo的每个通道的bit数，16bit，所以有IISMOD[27:26]=0,IISMOD[25:24]=0
8) OP_MUX_SEL描述了数据获取方式是从寄存器还是内部的DMA，我们选择前者，所以有IISMOD[20]=0
9) OP_CLK 描述了时钟输出的方向，scaler向外部codec输出时钟，所以有IISMOD[31:30]=0

继续前面的例子，音频44.1Khz.—–Codec的clk=256*fs =11.2896Mhz
所以此时的N+1=67.738/11.2896=6

这里设置所谓的预分频RCLK= RCLKSRC/(N+1)=11.2896Mhz
所以IISPSR= 1<<15 | 5<<8;
到此为止，codec的时钟已经产生，但还需要其他几个时钟，一个是SCLK/bit clk，另一个是LRSCLK:

这两个时钟配置在IISMOD寄存器厘米那设置：
一个是RFS（IIS Root clk freq select），一个是BFS（bit clock freq select ）

所以RFS=256，也就是说Rootclk是 fs的256倍数
BFS选择为32*fs，也就是说Bit clk是fs的32倍数

这边的设置还是有些疑问的，首先我们的所有频率都是根据输入的*.wav的rate和bit决定的。所以我们才有了最开始的前提：44100Khz 16bit的wav文件。16bit的音频，BFS可以选择32或者48，这里我们选择32.
确定BFS 分频系数后，RFS可以选择256FS，384FS，512FS，768FS。这里我们选择256FS

所以最开始的FOUTepll我们是根据RFS，BFS确定之后才得到的频率。
我们确定BFS，RFS后，开始反向推导
BFS ：bit clock frequency select
我们设置BFS=32，所以BCLK/SCLK =32*fs=1.4112MHZ
RFS：root clock frequency select
我们设置RFS=256，所以 RCLK/MCLK =256*fs =11.2896MHZ
所以我们的fs是最先获得的参数，只有根据fs，才能获得BCLK，MCLK，LRCLK等频率
fs参数包含在*.wav文件描述中，通过一定的格式展开获得.
这样就清晰起来了。RCLK获得方式上面已经讲过，不再赘述。

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Codec端时钟设置：

SYSCLK SRC选择为MCLK的时钟，也就是11.2896Mhz
SYSCLK的CLKDIV选择1，SYSCLK=MCLK=11.2896Mhz
DACDIV=ADCDIV=SYSCLK/256=44.1Khz
0x4=0;

0x5=0

选择I2S format,word length 16 bit
0x7=2;