嵌入式Linux下基于SPI总线的VS1003B驱动设计与实现.doc

嵌入式Linux下基于SPI总线的VS1003B驱动设计与实现
王辉何永刚
（中国电子科技集团公司第三研究所音视频部北京100015）
【摘要】：介绍嵌入式Linux系统的SPI驱动设计，并通过SPI驱动实现对VS1003B音频编解码芯片的控制，进而实现对MP3文件的播放。阐述SPI驱动程序的实现过程，通过SPI总线对VS1003B寄存器进行读写控制和数据发送。
【关键词】：S3C2440；VS1003B；SPI；linux驱动程序设计
【Abstract】IntroductionofembeddedLinuxsystemSPIdriverdesign,andthroughtheSPIdriverforVS1003Baudiocodecchipcontrol,soastorealizetheMP3fileplayback.TheSPIdriverfortherealizationoftheprocess,throughtheSPIbustotheVS1003Bregisterreadandwritecontrolanddatatransmission.
【Keywords】S3C2440；VS1003B；SPI；DesignofLinuxDriver
随着计算机技术的飞速发展在社会日益信息化的今天，嵌入式系统已成为继PC和Internet之后IT界新的技术热点[1]。应用嵌入式系统的电子产品随处可见，如日常用的手机、医疗仪器，乃至航空、航天、嵌入式系统体积小、功能强、开发灵活方便，在工业控制、通信、航空航天等设备都要用到嵌入式系统领域应用广泛[1]。在嵌入式系统的开发过程中，有时经常会用到SPI通信方式。虽然通用的串口驱动可以满足很多系统的需要，但实际上由于嵌入式系统对SPI接口完善的支持，一些芯片使用SPI通信方式会更加方便和高效[2]。本文基于ARM9芯片的S3C2440和Linux操作系统，设计了一种SPI驱动程序，并利用SPI驱动实现了对VS1003B解码芯片的控制，同时实现了对MP3文件实时播放。
1.S3C2440试验开发平台
采用Samsung公司的芯片S3C2440A作为核心处理器，，主频400MHz，最高533Mhz，并与64MBSDRAM和256MBNANDFlash共同组成核心部分。该微处理器集成了众多的外围设备接口，其中包括虚拟内存管理单元MMU、SPI接口总线、LCD控制器、USB主从设备接口、触摸屏接口、I2C总线接口和网络接口等。该项目的实际为满足设计需要设计使用中，将Linux2.6.32.2版内核移植于该开发平台之上[3]。
2.系统硬件组成
2.1SPI硬件模块
S3C2440包括具有两个SPI接口，每个接口分别SPI具有两个8位的数据移位寄存器，用于数据的独立地发送和接收数据，并兼容SPIver.2.11协议，并且支持8位逻辑预分频设置。此SPI模块共包含以下5根信号线[3]：SCK、nCS、MISO(SPIMISO0)、MOSI(SPIMOSI0)和)/SS(nSS)[4]。
其中SCK信号为串行时钟线，用于移位和采样数据线上的信息，使得从机和主机同步接收或发送数据；nCS类似于片选信号，当其为低电平为有效，主机发送，选择使能与其通信的某个从设备；MISO主入从出数据线，从机发送数据，主机接收数据；MOSI主出从入数据线，主机发送数据，从机接收数据；/SS(nSS)：多主机错误检测信号。
(1)SCK：数据同步时钟信号，由主设备驱动，向从设备输出，使得从设备按照同步时钟的步调来接收或发送数据。
(2)nCS(由用户指定GPIO)：从设备选择信号线(SlaveSelect，SS)由主设备发出，用来选择激活某个从设备，低电平有效。
(3)MISO(SPIMISO0)：主入从出信号线，表示该信号在主设备中作为输入，在从设备中作为输出。
(4)MOSI(SPIMOSI0)：主出从入信号线，表示该信号在主设备中作为输出，在从设备中作为输入。
(5)/SS(nSS)：多主错误检测。
2.2VS1003B解码芯片
VS1003B是由荷兰VLSI公司出品的一款单芯片的MP3/WMA/MIDI音频解码和ADPCM编解码芯片，能解码MPEG1和MPEG2音频层III、WMA、WAV以及通用MIDI/SP-MIDI的文件，对话筒输入或线路输入的音频信号进行IMAADPCM编码[5]。它内含高性能片上立体声数模转换器，两声道间无相位差，内含能驱动30欧负载的耳机驱动器，并且为用户应用提供5KB的指令RAM和0.5KB的数据RAM[它包含一个高性能，自主产权的低功耗DSP处理器和VS_DSP工作数据存储器，为用户应用提供5KB的指令RAM和0.5KB的数据RAM。串行的控制和数据输入接口，4个通用IO口，一个UA