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ISD9160学习笔记04_ISD9160音频编码代码分析

发布时间：2019-05-22

前言

录音例程涉及了录音和播放两大块内容，上篇笔记说了播放，这篇就来说说录音这块，也就是音频编码这部分功能。

上篇笔记中的这段话太装逼了，我决定再复制下，嘿嘿。

“我的锤子便签中有上个月记下的一句话，“斯蒂芬·平克说，写作之难，在于把网状思考，用树状结构，体现在线性展开的语句里。”这篇代码解析也有类似的困难，代码的网状结构，如何用文章这种线性载体来体现。”

跟上篇笔记的做法一样，还是挑出了主干，来讲下自己的理解。另外在文章最后添加了一个模块拓扑图来帮助消化。

本文作者twowinter，转载请注明：http://blog.csdn.net/iotisan/

查看代码主逻辑，主要是App_StartRec和App_ProcessRec这两个函数。下面就分别进行分析。

第一部分 App_StartRec

App_StartRec是由按键触发的，也就是按键按下去就开始录音。

BOOL App_StartRec(void)
{
    S_AUDIOCHUNK_HEADER sAudioChunkHeader;

    // 这回就不是Decode了，改用Encode。
    // Initiate NuLiteEx audio encode lib with temp buffer provided for lib.
    NuLiteExApp_EncodeInitiate(&g_sApp.sNuLiteExAppEncode, (UINT8 *)&g_sApp.uTempBuf);

    // Start to encode NuLiteEx data with sample rate, bit per frame and saved data information into audio chunk header.
    if (NuLiteExApp_EncodeStart(&g_sApp.sNuLiteExAppEncode, &sAudioChunkHeader, ADC_SAMPLE_RATE, E_NULITEEX_ENCODE_BPS_10) == FALSE)
        return FALSE;

    // SPIFlash utility function provide encode data write into SPIFlash.
    // detail info please refer "SPIFlashUtil.h"
    SPIFlahUtil_StartWriteEncodeData(&sAudioChunkHeader, AUDIOROM_STORAGE_START_ADDR, NULL);

    // Light record led for display status.
    OUT5(0);

    // Start to record PCM data into buffer for produc NuLiteEx encode data.
    Record_StartRec();

    return TRUE;    
}

可以看到App_StartRec主要牵扯了NuLiteExApp_EncodeStart和Record两部分子函数。

重中之重NuLiteExApp_EncodeStart

NuLiteExApp_EncodeStart(&g_sApp.sNuLiteExAppEncode, &sAudioChunkHeader, ADC_SAMPLE_RATE, E_NULITEEX_ENCODE_BPS_10)；照例对代码做了中文注解方便消化。

g_sApp.sNuLiteExAppEncode是全局变量，涉及编码库的操作。sAudioChunkHeader是一个临时变量，用来做音频块头部信息。

BOOL NuLiteExApp_EncodeStart( S_NULITEEX_APP_ENCODE *psNuLiteExAppEncode, S_AUDIOCHUNK_HEADER *psAudioChunkHeader, 
                              UINT16 u16SampleRate, enum eNuLiteExEncodeBPS eBitPerSample)
{
    if ( (eBitPerSample > NULITEEXAPP_ENCODE_MAX_BITRATE) || (u16SampleRate == 0) )
        return FALSE;
    else
    {
        psAudioChunkHeader->u16SmplRate = u16SampleRate;
        psAudioChunkHeader->u32BitPerFrame = eBitPerSample;
    }

    // 将全局变量申请的内存传入给编码库，方便其工作执行。将音频块头部传入，编码库最后的输出结果会体现在这里。另外的采样率信息是输入变量，辅助生成最后的音频块。
    // NuLiteEx encoder initiates work buffer.
    // Set bit rate and sample rate information for audio chunk header.
    NuLiteEx_EncodeInitiate((UINT8 *)psNuLiteExAppEncode->au32WorkBuf, psNuLiteExAppEncode->pau8TempBuf, 
        psAudioChunkHeader, (enum eNuLiteExEncodeBPS)psAudioChunkHeader->u32BitPerFrame, psAudioChunkHeader->u16SmplRate);

    // Reset encode buffer read index and write index
    psNuLiteExAppEncode->sEncodeBufCtrl.u16BufWriteIdx = 0;
    psNuLiteExAppEncode->sEncodeBufCtrl.u16BufReadIdx = 0;

    // Set Encoded frame size, Storage Utility will refer to this size to write data.
    psNuLiteExAppEncode->sEncodeBufCtrl.u16FrameSize =  (psAudioChunkHeader->u32BitPerFrame)>>3;
    psNuLiteExAppEncode->sEncodeBufCtrl.u16BufCount = (psNuLiteExAppEncode->sEncodeBufCtrl.u16FrameSize)*NULITEEXAPP_ENCODE_BUF_COUNT;

    // 这一步很关键，设置录音模块部分的缓存。
    // Set input buffer size, PCM buffer pointer, frame size and sample rate.
    Record_SetInBufRecord(  &psNuLiteExAppEncode->sInBufCtrl, 
                            NULITEEXAPP_IN_BUF_SIZE,
                            psNuLiteExAppEncode->i16InBuf,
                            NULITEEX_ENCODE_SAMPLE_PER_FRAME,
                            psAudioChunkHeader->u16SmplRate);

    // 都要做这一步操作，录音模块的操作顺序就是这样：SetInBufRecord ->Add -> StartRec。
    // Set application input buffer to record(ADC) output buffer.
    Record_Add(&psNuLiteExAppEncode->sInBufCtrl, psAudioChunkHeader->u16SmplRate);

    return TRUE;
}

也很重要的Record_StartRec

上面说录音模块的操作顺序就是这样：SetInBufRecord ->Add -> StartRec。这就来了。
硬件PDMA这里头涉及一个关键函数，PDMA会把ADC数据直接放到s_pi16AdcBuf里头。

void Record_StartRec(void)
{

    g_u8AppCtrl |= APPCTRL_RECORD;

    #if (ADC_FILTER_ENABLE == 1)
    NoiseFilter_ResetIIR2();
    s_pi16AdcBuf = g_ai16ADCSamples;
    #else
    // 主要是缓冲区的处理
    if ( BUF_CTRL_ISNOT_CALLBACK(g_psAdcBufCtrl))   
        s_pi16AdcBuf = &g_psAdcBufCtrl->pi16Buf[g_psAdcBufCtrl->u16BufWriteIdx];
    else
        s_pi16AdcBuf = g_ai16ADCSamples;
    #endif

    // 采用了硬件PDMA的方式
    #if (ADC_PDMA_ENABLE == 1)  
    PdmaCtrl_Start(ADC_PDMA_CH, (uint32_t *)&ADC->DAT, (uint32_t *)s_pi16AdcBuf, 8);
    #endif

    MIC_Start();
}

第二部分 App_ProcessRec

这个部分调用了这个关键函数。SPIFlashUtil_WriteEncodeData。主线程会在大部分时间执行SPIFlashUtil_4KPagePartialWriting，将缓冲逐步写入到SPI FLASH中。

另一个关键函数是NuLiteExApp_EncodeProcess。这是NuLiteEx库的一个编码处理应用。

// Keep encode PCM buffer data to NuLiteEx lib.
NuLiteExApp_EncodeProcess(&g_sApp.sNuLiteExAppEncode);

其在内部调用了NuLiteEx_EncodeProcess，这是NuLiteEx库的API。

总结

源码拓扑结构

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