I2S 从模式接收示例

功能说明

演示如何使用 I2S 从模式接收音频数据。从设备接收主设备产生的时钟信号(BCK 和 LRCK),并通过 DIN 引脚接收数据。

示例支持 ARCS EVB 和 Venusa RD EVB,构建时会根据 BOARD 选择对应的 I2S 设备、引脚、内部 SRAM 堆大小和 DMA 缓冲模式。

配置为标准 I2S 协议,16kHz 采样率、16位数据宽度、立体声模式。

硬件连接

ARCS EVB

  • PA12: I2S1_BCK(位时钟输入,由主设备提供)

  • PA13: I2S1_LRCK(帧时钟/字选择输入,由主设备提供)

  • PA14: I2S1_DIN(数据输入)

使用I2S1驱动,连接到外部 I2S 主设备。从设备必须连接到主设备才能正常工作。

Venusa RD EVB

  • PA4: I2S0_BCK(位时钟输入,由主设备提供)

  • PA5: I2S0_LRCK(帧时钟/字选择输入,由主设备提供)

  • PA6: I2S0_DIN(数据输入)

使用 I2S0 驱动,将 BCK、LRCK、DIN 和 GND 连接到外部 I2S 主设备。示例同时配置了 PA7 作为 I2S0_DOUT,从模式接收场景无需连接该引脚。

使用场景

适用于以下场景:

  • 从主设备接收音频数据

  • 作为从设备接收音频流

  • 主设备控制时钟的接收场景

示例步骤

  1. 获取 I2S1 设备

  2. 配置 I2S(从模式,标准 I2S,16位,16kHz,立体声,RX)

  3. 设置事件回调函数

  4. 启动 I2S 接收

  5. 固定接收 3 次(无外部主时钟时读超时返回 -7,仅记录日志,不中断流程),随后停止 I2S;STOP 成功后输出 LISA I2S SLAVE RX stopped

Venusa RD EVB 的执行步骤相同,但使用 I2S0 设备;板型对应的设备和引脚由 board_configs/venusa_rd_evb.confCONFIG_BOARD_VENUSA_RD_EVB 自动选择。

自动测试说明

本示例的自动测试只验证 I2S 从模式的配置、START、固定 3 次接收尝试和 STOP 生命周期是否正常执行,不能证明接收到的数据内容正确。从模式下 BCK、LRCK 和 DIN 数据都需要由外部主设备提供;CI 环境没有外部主设备时,lisa_i2s_read() 会在等待 100 ms 后返回 -7,这是预期行为,不影响测试通过。测试通过的唯一标志是 STOP 成功后输出的 LISA I2S SLAVE RX stopped

编译

重要提示:编译前需要先确认当前示例支持的目标板型,然后将板型标识传给 -DBOARD。请按以下方式选择:

  1. 确认示例限制:查看当前示例 README 中的硬件连接和注意事项,确认是否限定板型。

  2. 参考示例配置:查看相关示例目录下的 sample.yaml,确认支持的板型。

  3. 填写板型标识:SDK 内置板型的标识为 boards/ 下的目录名。例如实际使用的板型目录为 boards/<板型名称>/,则编译参数填写为 -DBOARD=<板型名称>

在 SDK 根目录执行编译,并将命令中的 <示例路径><板型名称> 替换为实际值。

Linux 使用 build.sh

# 通用命令
./build.sh -C -S samples/<示例路径> -DBOARD=<板型名称>

# 示例:使用 arcs_evb 开发板
./build.sh -C -S samples/<示例路径> -DBOARD=arcs_evb

Windows PowerShell 使用 build.ps1

# 通用命令
.\build.ps1 -C -S samples/<示例路径> -DBOARD=<板型名称>

# 示例:使用 arcs_evb 开发板
.\build.ps1 -C -S samples/<示例路径> -DBOARD=arcs_evb

Note

确保已安装对应平台的工具链和 ListenAI 开发工具包。Windows 环境请先执行 .\env.ps1 或直接使用 .\build.ps1 自动加载环境。

注意事项-DBOARD 填写的是板型标识,不是芯片系列名称。如果示例有板型专用配置或额外编译参数,以示例 README 中的说明为准。

在 SDK 根目录使用以下命令选择目标板型:

# ARCS EVB
./build.sh -C -S samples/drivers/devices/lisa_i2s/slave_rx -DBOARD=arcs_evb

# Venusa RD EVB
./build.sh -C -S samples/drivers/devices/lisa_i2s/slave_rx -DBOARD=venusa_rd_evb

烧录

编译完成后,使用 SDK tools/burn 目录下的 cskburn 工具烧录固件。请先根据目标板型和当前示例确定芯片系列、串口设备、烧录地址和固件路径。

Linux:

# 通用命令
./tools/burn/cskburn -C <芯片系列> -s <串口设备> -b 3000000 <烧录地址> <固件路径>

# 示例:使用 arcs_evb 开发板
./tools/burn/cskburn -s /dev/ttyUSB0 -b 3000000 0x0 build/arcs.bin -C arcs

Windows PowerShell:

# 通用命令
.\tools\burn\cskburn.exe -C <芯片系列> -s <串口号> -b 3000000 <烧录地址> <固件路径>

# 示例:使用 arcs_evb 开发板
.\tools\burn\cskburn.exe -C arcs -s COM7 -b 3000000 0x0 .\build\arcs.bin

Note

烧录参数说明

  • -s /dev/ttyUSB0 / -s COM7:串口设备路径,需要根据实际情况修改 - Linux 系统:通常是 /dev/ttyUSB0/dev/ttyACM0 - 可通过 ls /dev/tty* 命令查看可用串口设备 - Windows 系统:通常是 COM7COM8 等,可在“设备管理器”的“端口”中查看 - 不同开发板或 USB 转串口芯片可能使用不同的设备名

  • -b 3000000:烧录波特率(3Mbps)

  • 0x0:烧录起始地址

  • build/arcs.bin / .\build\arcs.bin:编译生成的固件路径

  • -C arcs:芯片类型

注意事项

  • 确保开发板已正确连接到电脑

  • 如果无法识别串口设备,请检查 USB 连接线是否正常,或尝试其他 USB 端口

预期输出

终端输出:

  • 外部i2s master没有启动

********Arcs SDK 0.1.2 @ v0.0.1-961-gc8139d111aea********
Running on hart-id: 1
I/elog            [1034:42:44.159 1 elog_async] EasyLogger V2.2.99 is initialize success.
I/main            [1034:42:44.160 1 main] ========================================
I/main            [1034:42:44.160 1 main]   LISA I2S SLAVE RX Example
I/main            [1034:42:44.160 1 main] ========================================
I/lisa_i2s_arcs   [1034:42:44.160 1 main] one transfer size: 1024
I/lisa_i2s_arcs   [1034:42:44.161 1 main] I2S1 Control: control=0x42026, argv=0x0
I/lisa_i2s_arcs   [1034:42:44.161 1 main] I2S configured: mode=1, protocol=0, data_width=0, bit_order: 0, sample_rate=16000, slot_mask=3, direction=2, echo=0, echo_slot_mask=0, use_tdm=0, tdm_slots=0, block_size:1024
I/lisa_i2s_arcs   [1034:42:44.161 1 main] I2S start RX: data=0x2800bd80, len=512, slot_mask=3, start_now=0
I/lisa_i2s_arcs   [1034:42:44.161 1 main] I2S RX  started
E/main            [1034:42:44.261 1 main] Failed to receive data: -7
E/main            [1034:42:44.361 1 main] Failed to receive data: -7
E/main            [1034:42:44.461 1 main] Failed to receive data: -7
I/lisa_i2s_arcs   [1034:42:44.461 1 main] I2S RX  stopped
I/main            [1034:42:44.461 1 main] LISA I2S SLAVE RX stopped
  • 外部i2s master启动了发送之后

I/main            [1034:42:44.661 1 main] Received 1024 bytes data
I/main            [1034:42:45.316 1 main] [0] 0 [1] 1 [2] 2 [3] 3
[4] 4 [5] 5 [6] 6 [7] 7
I/main            [1034:42:45.661 1 main] Received 1024 bytes data
I/main            [1034:42:45.661 1 main] [0] 0 [1] 1 [2] 2 [3] 3
[4] 4 [5] 5 [6] 6 [7] 7
I/main            [1034:42:46.661 1 main] Received 1024 bytes data
I/main            [1034:42:46.661 1 main] [0] 0 [1] 1 [2] 2 [3] 3
[4] 4 [5] 5 [6] 6 [7] 7
I/lisa_i2s_arcs   [1034:42:46.661 1 main] I2S RX  stopped
I/main            [1034:42:46.661 1 main] LISA I2S SLAVE RX stopped

Venusa RD EVB 终端输出:

Venusa RD EVB 正常接收时的应用层关键日志与 ARCS EVB 一致:

I/main            LISA I2S SLAVE RX Example
I/main            RX completed
I/main            Received 1024 bytes data
I/main            [0] 0 [1] 1 [2] 2 [3] 3
[4] 4 [5] 5 [6] 6 [7] 7
I/main            LISA I2S SLAVE RX stopped

如果外部 I2S 主设备尚未输出 BCK、LRCK 和数据,lisa_i2s_read() 会在等待 100 ms 后返回 -7,属于预期行为,不影响 STOP 成功标志;主设备开始发送后即可正常接收。

核心 API

API

说明

lisa_device_get()

获取 I2S 设备

lisa_i2s_configure()

配置 I2S 参数

lisa_i2s_set_callback()

设置事件回调

lisa_i2s_read()

接收数据(阻塞)

lisa_i2s_trigger()

启动/停止 I2S

关键代码

/* 1. 获取 I2S 设备 */
lisa_device_t *i2s_dev = lisa_device_get("i2s1");

/* 2. 配置 I2S: 从模式,标准 I2S,16位,16kHz,立体声,RX */
lisa_i2s_config_t config = LISA_I2S_DEFAULT_CONFIG_RX();
config.mode = LISA_I2S_MODE_SLAVE;  // 从模式
config.block_size = 1024;
int ret = lisa_i2s_configure(i2s_dev, &config);

/* 3. 设置回调函数 */
ret = lisa_i2s_set_callback(i2s_dev, i2s_event_callback, NULL);

/* 4. 启动 I2S 接收 */
ret = lisa_i2s_trigger(i2s_dev, LISA_I2S_DIRECTION_RX, LISA_I2S_CMD_START);

/* 5. 固定接收 3 次(读超时仅记录日志,不作为成功条件) */
uint8_t *rx_buffer = NULL;
uint32_t len = 0;
for (int i = 0; i < 3; i++) {
    ret = lisa_i2s_read(i2s_dev, &rx_buffer, &len, 100);
    if (ret < 0) {
        LISA_LOGE(TAG, "Failed to receive data: %d", ret);
    } else {
        LISA_LOGI(TAG, "Received %d bytes data", len);
        if (rx_buffer != NULL && len >= 8) {
            LISA_LOGI(TAG, "[0] %x [1] %x [2] %x [3] %x\n[4] %x [5] %x [6] %x [7] %x\n",
                    rx_buffer[0], rx_buffer[1], rx_buffer[2], rx_buffer[3],
                    rx_buffer[4], rx_buffer[5], rx_buffer[6], rx_buffer[7]);
        }
    }
}

/* 6. 停止 I2S 接收 */
ret = lisa_i2s_trigger(i2s_dev, LISA_I2S_DIRECTION_RX, LISA_I2S_CMD_STOP);
if (ret != 0) {
    LISA_LOGE(TAG, "Failed to stop I2S: %d", ret);
    return -1;
}

LISA_LOGI(TAG, "LISA I2S SLAVE RX stopped");

Venusa RD EVB 关键配置

/* Venusa RD EVB 使用 I2S0 */
#define I2S0_BCK    CSK_IOMUX_PAD_A, 4, 9
#define I2S0_LRCK   CSK_IOMUX_PAD_A, 5, 9
#define I2S0_DIN    CSK_IOMUX_PAD_A, 6, 9
#define I2S0_DOUT   CSK_IOMUX_PAD_A, 7, 9

lisa_device_t *i2s_dev = lisa_device_get("i2s0");

配置说明

板型配置

公共配置位于 prj.conf,其中启用了 LISA I2S 设备框架和 PSRAM 堆:

CONFIG_LISA_DEVICE=y
CONFIG_LISA_I2S_DEVICE=y
CONFIG_PSRAM_HEAP_SIZE=0x680000

板型专用配置位于 board_configs/<BOARD>.conf,构建时会根据 BOARD 自动加载:

# board_configs/arcs_evb.conf
CONFIG_HEAP_SIZE=0x10000
CONFIG_LISA_I2S1=y

# board_configs/venusa_rd_evb.conf
CONFIG_HEAP_SIZE=0x5000
CONFIG_LISA_I2S_PIPO=n
CONFIG_LISA_I2S0=y

开发板

BOARD

I2S 设备

BCK

LRCK

DIN

DOUT

内部 SRAM 堆

DMA 缓冲模式

ARCS EVB

arcs_evb

i2s1

PA12

PA13

PA14

PA15

64 KiB

PiPo

Venusa RD EVB

venusa_rd_evb

i2s0

PA4

PA5

PA6

PA7

20 KiB

普通模式

当前 Venusa I2S 适配通过 CONFIG_LISA_I2S_PIPO=n 关闭 PiPo 双缓冲,使用普通 DMA 模式接收数据。ARCS EVB 保持 Kconfig 默认的 PiPo 模式。

I2S 配置参数

  • 模式: LISA_I2S_MODE_SLAVE(从模式,接收时钟)

  • 协议: LISA_I2S_PROTOCOL_PHILIPS(标准 I2S)

  • 数据位宽: LISA_I2S_DATA_WIDTH_16BIT(16位)

  • 采样率: LISA_I2S_SAMPLE_RATE_16K(16kHz)

  • 声道: LISA_I2S_SLOT_STEREO(立体声)

  • block_size: 1024 字节(对应 16ms 音频数据)

数据格式

对于 16 位立体声,每个 uint32_t 包含左右两个声道:

  • 低 16 位:左声道数据

  • 高 16 位:右声道数据

注意事项

  1. 从设备依赖:从模式下必须连接到主设备,由主设备提供 BCK、LRCK 时钟信号和 DIN 数据

  2. 接收缓冲区lisa_i2s_read() 返回的缓冲区指针指向驱动内部循环缓冲区,应及时拷贝数据

  3. 时钟输入:从模式下,BCK 和 LRCK 为输入,由主设备产生

  4. 阻塞接收lisa_i2s_read() 会阻塞直到接收到数据或超时

  5. 板型选择:编译时的 BOARD 必须与实际开发板一致,在 ARCS EVB 和 Venusa RD EVB 之间切换时应使用 -C 清理旧的构建配置

  6. Venusa DMA 模式:Venusa RD EVB 通过板型配置关闭 PiPo,使用普通 DMA 模式接收数据