task_audio.c

   1 /**
   2  * @file task_audio.c
   3  * @brief オーディオDMAに同期して動くタスク
   4  * @details
   5  * @ref dma_intr_handler からのSEM_I2SDMA セマフォ・シグナルを受けて
   6  * しかるべきデータ・バッファを特定し、信号処理を行う。
   7  *
   8  * なお、このタスクはシステム起動時にはインアクティブである。
   9  * 明示的にアクティベートして始めて動作を開始する。
  10  *
  11  * 内蔵I2SペリフェラルとDMAを使って外部のオーディオ・コーデック
  12  * からデータを取り込み、内部でコピーして再度オーディオ・コーデックに
  13  * 出力する。内部コピーは \ref process_audio 関数で行っており
  14  * 内部を書き換えることでどのようなアルゴリズムでも実装できる。
  15  *
  16  * audio_taskはDMA割り込みハンドラ \ref dma_intr_handler からの
  17  * シグナルに同期して動作し、ピンポンバッファを使ってDMAと
  18  * ソフトウェア処理の並列化を図っている。
  19  *
  20  * このプログラムが使用しているコーデックはTI社のTLV320AIC23Bである。
  21  * 初期化データ列は \ref codec_init ルーチンから送出している。
  22  *
  23  * なお、LPC1768のDMAは、何らかのDMA管理機構を使ってチャンネル割り当てを
  24  * すべきだが、このプログラムではその操作を省いている。
  25  */
  26
  27 #include <kernel.h>
  28 #include <t_syslog.h>
  29 #include <t_stdlib.h>
  30 #include <LPC17xx.h>
  31 #include "kernel_cfg.h"
  32 #include "audio_common.h"
  33 #include "audio_effect.h"
  34 #include "i2s_subsystem.h"
  35 #include "i2c_subsystem.h"
  36 #include "codec_subsystem.h"
  37 #include "testpin.h"
  38 #include "task_audio.h"
  39 #include "task_display.h"
  40
  41 #define MSG_TARGET(n) (((n) & 0xF000) >> 12)
  42 #define MSG_VALUE(n)  (((n) & 0x0FFF) >>  0)
  43
  44 /**
  45  * \param file ソースコードのファイル名
  46  * \param line ソースコードの行番号
  47  * \param expr サービスコールのテキスト表現
  48  * \param ercd サービスコールの結果（エラー値）
  49  * \brief サービスコールのエラーのログ出力を行う補助関数
  50  * \details
  51  * TOPPERS/ASPのサービスコールのエラー出力を行うためのサポート関数。
  52  * \ref SVC_PERROR マクロの中から使う。
  53  */
  54 Inline void
  55 svc_perror(const char *file, int_t line, const char *expr, ER ercd)
  56 {
  57     if (ercd < 0) {
  58         t_perror(LOG_ERROR, file, line, expr, ercd);
  59     }
  60 }
  61
  62 /**
  63  * \brief サービスコールのエラー出力マクロ
  64  * \param expr サービスコールの式
  65  * \details
  66  * exprとして与えたサービスコールのソースコード上の表現と
  67  * その実行結果を印字する。
  68  * サービスコールに限らず値を持つ式ならなんでもよい。
  69  */
  70 #define SVC_PERROR(expr) svc_perror(__FILE__, __LINE__, #expr, (expr))
  71
  72 /**
  73  * \brief DMAハンドラ
  74  * \details
  75  * このハンドラは全DMAに対して共通に呼ばれる．
  76  *
  77  * 呼ばれると、DMAのバッファ終了割り込みステータスを確認する。
  78  * それがI2S DMAバッファの終了割り込みなら、割り込みをクリアして
  79  * タスクに通知する。
  80  * \todo
  81  * DMAチャンネルの番号は決め打ちである。
  82  * 適切なDMA管理機構を使った方式への変更が必要である。
  83  */
  84 void dma_intr_handler(intptr_t exinf)
  85 {
  86     i2s_dma_intr_handler();
  87 }
  88
  89 /**
  90  * \brief I2S用データ
  91  * \details
  92  * DMAのLLIやバッファなどはすべてこの変数にパッケージしている。
  93  * こうすることで、グローバル空間に名前が散らかることを阻止できる。
  94  */
  95 struct I2S_AUDIO_DATA audio_data;
  96
  97 struct I2S_AUDIO_DATA* get_audio_data(void)
  98 {
  99     return &audio_data;
 100 }
 101
 102 void task_audio(intptr_t exinf)
 103 {
 104     AUDIOSAMPLE *txbuf;
 105     const AUDIOSAMPLE *rxbuf;
 106     int index;
 107     AUDIOSAMPLE lm_left, lm_right;
 108     uint16_t msg;
 109     effect_param_t effect_param;
 110     void (*effect_func)(
 111             const effect_param_t *param,
 112             const AUDIOSAMPLE *in_left,
 113             const AUDIOSAMPLE *in_right,
 114             AUDIOSAMPLE *out_left,
 115             AUDIOSAMPLE *out_right);
 116
 117     /*
 118      * オーディオコーデックを初期化する。
 119      */
 120     i2c_init();
 121     codec_init();
 122
 123     /*
 124      * ペリフェラルを初期化する。
 125      */
 126     i2s_init();
 127     i2s_dma_init(get_audio_data());
 128
 129     /*
 130      * @todo
 131      * i2s_start()を呼ぶとDMA割り込みの無限ループに陥る。
 132      * 現象が発生するのはコールドスタートの時だけ。要調査。
 133      */
 134     i2s_start();
 135
 136     /*
 137      * リアルタイム・ステータス用のテストピンを出力にする。
 138      */
 139     testpin_init();
 140
 141     effect_func = audio_effect_through;
 142
 143     while(1)
 144     {
 145         // 外部タスクからパラメータを取得する。
 146         if (prcv_dtq(DTQ_AUDIOPARAM, (intptr_t *)&msg) == E_OK) {
 147             switch (MSG_TARGET(msg)) {
 148                 case AUDIO_PARAM_MODE:
 149                     switch (MSG_VALUE(msg)) {
 150                         case AUDIO_VALUE_MODE_THROUGH:
 151                             effect_func = audio_effect_through;
 152                             break;
 153                         case AUDIO_VALUE_MODE_VOCAL_CANCEL:
 154                             effect_func = audio_effect_vocal_cancel;
 155                             break;
 156                         case AUDIO_VALUE_MODE_FIR:
 157                             effect_func = audio_effect_fir;
 158                             break;
 159                         case AUDIO_VALUE_MODE_IIR:
 160                             effect_func = audio_effect_iir;
 161                             break;
 162                         default:
 163                             syslog(LOG_NOTICE,
 164                                     "Unknown effect mode %d.",
 165                                     MSG_VALUE(msg));
 166                             break;
 167                     }
 168                     break;
 169                 case AUDIO_PARAM_VAR0:
 170                     effect_param.var0 = MSG_VALUE(msg);
 171                     break;
 172                 case AUDIO_PARAM_VAR1:
 173                     effect_param.var1 = MSG_VALUE(msg);
 174                     break;
 175                 case AUDIO_PARAM_VAR2:
 176                     effect_param.var2 = MSG_VALUE(msg);
 177                     break;
 178                 case AUDIO_PARAM_VAR3:
 179                     effect_param.var3 = MSG_VALUE(msg);
 180                     break;
 181                 default:
 182                     break;
 183             }
 184         }
 185
 186         // DMAバッファ転送の終了を待つ。
 187         wai_sem(SEM_I2SDMA);
 188
 189         // プログラムが使用してもよいバッファのアドレスを取得する。
 190         txbuf = i2s_getTxBuf();
 191         rxbuf = i2s_getRxBuf();
 192
 193         // 同期状態を示すためのテストピン信号を作成する。
 194         testpin_tp1_write(1);
 195
 196         lm_left = 0;
 197         lm_right = 0;
 198         for (index = 0; index < AUDIOBUFSIZE; index+=2) {
 199             effect_func(
 200                     &effect_param,
 201                     rxbuf + (index + 0), rxbuf + (index + 1),
 202                     txbuf + (index + 0), txbuf + (index + 1));
 203             lm_left = (lm_left >> 1) + (*(txbuf + (index + 0)) >> 1);
 204             lm_right = (lm_right >> 1) + (*(txbuf + (index + 1)) >> 1);
 205         }
 206
 207         // 同期状態を示すためのテストピン信号を作成する
 208         testpin_tp1_write(0);
 209     }
 210 }
 211