ISD9160学习笔记03_ISD9160音频解码代码分析

前言

录音例程涉及了录音和播放两大块内容，这篇笔记就先来说说播放，暂且先击破解码这部分功能。

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。我尽量挑出了主干，来讲解自己的理解。另外在文章最后添加了一个模块拓扑图来帮助消化。

我还是建议大家还是多琢磨下源码，代码的事还是让代码来说话，笔记是一个辅助的概括梳理。

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_StartPlay和App_ProcessPlay这两个函数。下面就分别进行分析。

第一部分 App_StartPlay

BOOL App_StartPlay(void)
{
// Initiate NuLiteEx audio decode lib with callback functions stored in g_asAppCallBack[0]
NuLiteExApp_DecodeInitiate(&g_sApp.sNuLiteExAppDecode, (UINT8 *)&g_sApp.uTempBuf, 0);

// Start NuLiteEx decode lib to decode NuLiteEx file stored from address and played from audio channel 0.
// And decode the first frame of PCMs.
if ( NuLiteExApp_DecodeStartPlayByAddr(&g_sApp.sNuLiteExAppDecode, AUDIOROM_STORAGE_START_ADDR, 0) == FALSE )
return FALSE;

// Light playback led(PB9) for display status.
OUT4(0);

// Start Ultraio Timer & HW pwm for UltraIO curve output
ULTRAIO_START();

// Start to playback audio.
Playback_StartPlay();
}

可以看到App_StartPlay主要牵扯了NuLiteExApp和Playback两部分子函数。

重中之重 NuLiteExApp_DecodeStartPlayByAddr

由于对音频编解码这块比较陌生，我还是给对应代码做了中文注解方便消化。

BOOL NuLiteExApp_DecodeStartPlayByAddr(S_NULITEEX_APP_DECODE *psNuLiteExAppDecode, UINT32 u32NuLiteExStorageStartAddr, UINT8 u8PlaybackChannel)
{
UINT16 u16SampleRate;
// NuLiteEx解码库初始化对应的工作缓冲区，应用层传入temp缓存来方便解码库内部工作。另外根据传入的SPI地址从SPI取文件，获取采样率。
// NuLiteEx decoder initiates work buffer and returns sample rate.
if ( (u16SampleRate = NuLiteEx_DecodeInitiate(  (UINT8*)psNuLiteExAppDecode->au32DecodeWorkBuf,
psNuLiteExAppDecode->pau8TempBuf,
u32NuLiteExStorageStartAddr,
g_asAppCallBack[psNuLiteExAppDecode->u8CallbackIndex].pfnReadDataCallback )) == 0 )
return FALSE;

// 给Playback模块对接对应的工作缓冲区，方便其下一步播放。
// Initiate and set output buffer variable(include frame size, buffer size etc.)
Playback_SetOutputBuf(  &psNuLiteExAppDecode->sOutBufCtrl,
NULITEEXAPP_OUT_BUF_SIZE,
psNuLiteExAppDecode->i16OutBuf,
NULITEEXAPP_OUT_SAMPLES_PER_FRAME,
u16SampleRate );

// 工作缓冲区，置有效位。
// Trigger active flag of output buffer for NuLiteEx decoding
BUF_CTRL_SET_ACTIVE(&psNuLiteExAppDecode->sOutBufCtrl);

// 工作缓冲区中的读写指针赋值。
// Pre-decode one frame
psNuLiteExAppDecode->sOutBufCtrl.u16BufWriteIdx = NULITEEXAPP_OUT_SAMPLES_PER_FRAME;
if ( NuLiteExApp_DecodeProcess(psNuLiteExAppDecode) == FALSE )
{
BUF_CTRL_SET_INACTIVE(&psNuLiteExAppDecode->sOutBufCtrl);
return FALSE;
}
psNuLiteExAppDecode->sOutBufCtrl.u16BufReadIdx = NULITEEXAPP_OUT_SAMPLES_PER_FRAME;

// 记录当前播放的channel，用来停止播放。
// Record play channel index for stopping to play.
psNuLiteExAppDecode->u8PlaybackChannel = u8PlaybackChannel;
// 准备播放，把这里的循环缓冲区同playback共用。
// Add audio codec into channel and preper to play codec.
Playback_Add(psNuLiteExAppDecode->u8PlaybackChannel, &psNuLiteExAppDecode->sOutBufCtrl);

return TRUE;
}

也很重要的Playback_StartPlay

void Playback_StartPlay(void)
{
INT16 *pi16PcmBuf;

if( s_u8PlayCtrl == PLAYBACK_NOACTION ) // 这个s_u8PlayCtrl是playback模块内部处理的。
{
#if ( PLAYBACK_CHANNEL_COUNT > 1)
pi16PcmBuf = g_ai16DACSamples;
#else
pi16PcmBuf = &g_psDacBufCtrl->pi16Buf[g_psDacBufCtrl->u16BufReadIdx];// PCM数据缓冲区复制。
#endif

#if ((APU_FILTER_ENABLE == 1)&&(APU_UPSAMPLE == 2))
NuDACFilterEx_Up2Initial(g_au8Up2WorkBuf);
#elif ((APU_FILTER_ENABLE == 1)&&(APU_UPSAMPLE == 4))
NuDACFilterEx_Up4Initial(g_au8Up4WorkBuf);
#endif
g_u8AppCtrl|=APPCTRL_PLAY;
s_u8PlayCtrl |= PLAYBACK_START;
#if (APU_ENABLE)
{
UINT8 u8Count;

for( u8Count = 0; u8Count < 8; u8Count ++)
g_ai16DACSamples[u8Count] = 0;      //Clear virtual buffer
}
#endif

Playback_ResetChannelVolume(0);

SPK_Start(); // 这里头开始调用DPWM来播放DPWM->DATA，DPWM_START_PLAY(DPWM);

#if (APU_PDMA_ENABLE)
PdmaCtrl_Start(APU_PDMA_CH, (uint32_t *)pi16PcmBuf, (uint32_t *)&DPWM->DATA, 8);// 将PCM缓冲数据传到DPWM->DATA中。
#endif

}
}

第二部分 App_ProcessPlay

App_ProcessPlay只调用了如下这个函数

// Continue decode NuLiteEx data to produce PCMs for audio playback.
if ( NuLiteExApp_DecodeProcess(&g_sApp.sNuLiteExAppDecode) == TRUE )

这个函数拆解进去是这样：

BOOL NuLiteExApp_DecodeProcess(S_NULITEEX_APP_DECODE *psNuLiteExAppDecode)
{
INT16 *pi16OutBuf;

// 环形缓冲区非激活状态，这个只有在应用层置位(按键停止、或者启动失败等情况)
if (BUF_CTRL_IS_INACTIVE(&psNuLiteExAppDecode->sOutBufCtrl))
return FALSE;

// 环形缓冲区还有未读数据
if ( Playback_NeedUpdateOutputBuf(&psNuLiteExAppDecode->sOutBufCtrl) )
{
// 由核心库来判断这个文件是否解析完了
// Check end of file
if(NuLiteEx_DecodeIsEnd((UINT8*)psNuLiteExAppDecode->au32DecodeWorkBuf))
{
// Trigger inactive flag of output buffer to stop NuLiteEx decoding
BUF_CTRL_SET_INACTIVE(&psNuLiteExAppDecode->sOutBufCtrl);
// Use to represnt no active(or end) of decoding
psNuLiteExAppDecode->sOutBufCtrl.u16SampleRate = 0;
return FALSE;
}

// Record output data buffer pointer(for duplicate & process)
pi16OutBuf = (PINT16)&psNuLiteExAppDecode->sOutBufCtrl.pi16Buf[psNuLiteExAppDecode->sOutBufCtrl.u16BufWriteIdx];

// 核心库继续发挥其巨大作用，开足马力读取文件中PCM数据转到缓冲区。
NuLiteEx_DecodeProcess( (UINT8*)psNuLiteExAppDecode->au32DecodeWorkBuf,
psNuLiteExAppDecode->pau8TempBuf,
pi16OutBuf,
g_asAppCallBack[psNuLiteExAppDecode->u8CallbackIndex].pfnReadDataCallback,
g_asAppCallBack[psNuLiteExAppDecode->u8CallbackIndex].pfnUserEventCallback);

// PlayBack依旧共享这个缓冲区，准备对数据进行进一步处理
// Update write index of output buffer and avoid buffer overflow
Playback_UpdateOutputBuf(&psNuLiteExAppDecode->sOutBufCtrl);

// Duplicate data into buffer for using duplication callback function.
if ( psNuLiteExAppDecode->u8CtrlFlag&(NULITEEXAPP_CTRL_DUPLICATE_TO_BUF|NULITEEXAPP_CTRL_DUPLICATE_TO_FUNC) )
{
if ( psNuLiteExAppDecode->u8CtrlFlag & NULITEEXAPP_CTRL_DUPLICATE_TO_BUF )
BufCtrl_WriteWithCount(psNuLiteExAppDecode->psDuplicateOutBufCtrl, NULITEEXAPP_OUT_SAMPLES_PER_FRAME, pi16OutBuf );
else
psNuLiteExAppDecode->pfnDuplicateFunc(NULITEEXAPP_OUT_SAMPLES_PER_FRAME, pi16OutBuf);
}
}
return TRUE;
}

总结

源码拓扑结构