英创信息技术工控主板EM9161实现音频输出的过程

随着嵌入式技术的广泛应用，在工业控制领域有越来越多的应用需要高品质的音频输出，而EM9161作为一款高性价比的工控主板产品，在推出不到三个月的时间里，已得到广大客户的广泛认可，其中不乏对音频输出的需求。针对这一应用需求，我们在保持EM9161现有基本功能不变的前提下，在后续的EM9161产品中加入了对音频输出的驱动程序，音频输出接口信号与EM9161的若干GPIO信号复用。在出厂缺省配置下，音频输出功能是关闭的，对需要音频输出功能的客户，只需运行一次系统自带的AudioSet命令，再重启系统，音频输出的功能即打开。
EM9161的音频接口是以I2S信号格式的数字码流信号，这些信号需接入音频解码芯片codec中，才能最终获得可驱动喇叭的模拟音频信号。EM9161的音频驱动程序是面向Atmel公司的AT73C213音频解码芯片编写的，为了控制AT73C213芯片，还需要提供SPI接口，以及上电复位信号。具体的EM9161音频接口信号与复用的GPIO对应关系如下：

GPIO信号	音频接口信号	简要说明
GPIO2	SPI_CLK	SPI时钟，上升沿输出数据，下降沿锁存输入数据
GPIO3	SPI_DOUT	SPI串行数据输出
GPIO4	SPI_CSn	SPI片选控制信号，低电平有效
GPIO5	SPI_DIN	SPI串行数据输入
GPIO14	I2S_TX0	I2S格式音频串行输出bit码流
GPIO0	I2S_LRFS	I2S格式数据帧同步信号
GPIO1	I2S_BCLK	I2S格式数据串行输出bit时钟
GPIO6	I2S_MCLK	为codec的I2S接口提供的工作时钟
GPIO15	RSTOUTn	上电复位信号，低电平有效

在不使用音频输出功能时，EM9161的GPIO功能完全保持不变，即使启动音频输出功能，没有被音频接口占用的GPIO仍然可以使用。
为了对EM9161的音频输出功能进行快速评估，客户可选购英创公司的音频扩展模块ETA973。ETA973是一款基于AT73C213的音频解码扩展单元，其接口管脚的定义如下：

信号名称及简要描述	CN1		信号名称及简要描述
	PIN#	PIN#
SPI_CLK	1	2	SPI_DOUT
SPI_CS	3	4	SPI_DIN
I2S_TX0	5	6	I2S_LRFS
I2S_BCLK	7	8	I2S_MCLK
系统保留	9	10	GND
RSTOUTn，上电复位	11	12	GND
系统保留	13	14	系统保留
+5V电源输入	15	16	+5V电源输入

注意，在本文的信号命名中，都是以EM9161为参考的，如对SPI接口信号来说，SPI_DOUT是指从EM9161输出，所以应接入AT73C213的DIN管脚。在实际用ETA973进行评估时，相关信号一般从EM9161开发评估底板的CN12引出。CN12的信号顺序与ETA973的CN1的信号顺序不是一一对应的，需要制作专门的连接线。

EM9161开发评估底板的CN12为20芯双排IDC插座，各信号的定义如下：

信号名称及简要描述	CN12		信号名称及简要描述
	PIN#	PIN#
GPIO0，上电为输入状态	1	2	GPIO1，上电为输入状态
GPIO2，上电为输入状态	3	4	GPIO3，上电为输入状态
GPIO4，上电为输入状态	5	6	GPIO5，上电为输入状态
GPIO6，上电为输入状态	7	8	GPIO7，上电为输入状态
GPIO8，上电为输入状态	9	10	GPIO9，上电为输入状态
GPIO10，上电为输入状态	11	12	GPIO11，上电为输入状态
GPIO12，上电为输入状态	13	14	GPIO13，上电为输入状态
GPIO14，上电为输入状态	15	16	GPIO15，上电输出低电平
+5V电源输出	17	18	+5V电源输出
GND	19	20	GND

可通过EM9161的命令AudioSet来打开或关闭音频输出功能。使用命令AudioSet的方法是启动Telnet，在Telnet窗口下运行AudioSet即可。若关闭音频功能，需要在AudioSet后面带上参数“0”，如：AudioSet 0。若打开音频功能，可不带参数，或带上参数“1”。在运行AudioSet命令后，需重启系统，设置才能有效。之后系统将始终保持当前设置，无需客户反复设置。