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USB Audio_项目导入

用户需要确认以下内容，以方便阅读下文

  • 已拥有PXUA08QF48评估板，并且已经查阅了 PXUA08QF48_硬件使用
  • 已了解熟悉USB Audio方案
  • 已有或已了解熟悉USB Audio驱动（参考XMOS USB Audio驱动说明文档）
  • 已有XU208软件烧录工具(XMOS专用XTAG或者flash烧录器)

概要​

使用XU208-128-QF48-C10（后面统称XU208）作为USB Audio方案的主控，需要了解硬件设计和软件设计，结合木瓜已有固件，搭配PXUA08QF48评估板使用。根据我司现有的XMOS USB Audio方案，可以使用XU208来做HIFI声卡，专业录音声卡，MIDI声卡，多通道等应用。

XU208项目导入前，根据下文的描述需要针对以下几点来进行XMOS芯片项目导入：

  • XU208硬件框架的确定

  • 用户需要梳理方案的应用场景

  • USB Audio功能需求的确定

  • XU208固件的获取，烧录和更新

  • 产品量产和测试

  • USB Audio ASIO 低延时驱动的获取（针对Windows系统）

XU208应用框架确定​

针对XMOS USB Audio方案应用中，需要基本了解XU208芯片特性和USB Audio方案的应用场景，一般会应用到如下几个应用场景，其中包括但不限于：USB HiFi声卡，专业录音声卡，USB多通道声卡等应用，用户需要根据需求来选择对应的应用框架进行项目导入。

XU208芯片特性​

XU208芯片基本特性如下，其中USB Audio协议和I2S,TDM,S/PDIF 等音频接口，和逻辑控制的功能属于软件编程定义内容，datasheet仅表示XU208的硬件特性。

  • 商用温度等级（0 °C to 70 °C）
  • 3V3 & 1V0 双路电源供应
  • 8个实时逻辑核心，128KB内部SRAM
  • 芯片内部集成USB PHY 2.0，完全符合USB 2.0规范
  • QFN48封装
  • 170mA 典型工作电流（3V3&1V0）

USB HIFI声卡​

USB Hi-Fi 声卡的产品形态类似如，数字功放，桌面解码器，便携式高清播放器等等，一般使用USB数据线来传输和解析高质量，高采样率的音频文件进行解码播放。

USB HIFI声卡的大体硬件框图如下，

其中使用PXUA08QF48评估板评估板搭配固件为app_2i0o2xsxxxd_dfu.bin：

针对如上框图，需要做如下说明：

  • PC通过USB线和XU208 USB Audio声卡设备连接, USB 使用UAC2.0 协议来传输PC/PHONE的音频输出信号（注：如需支持苹果手机，需苹果官方OTG线）
  • XU208芯片通过I2S协议和后端DAC连接通讯， 并且输出I2S数字音频给DAC, DAC输出高质量，高保真模拟信号
  • USB HIFI声卡2通道立体声输出时，能够支持PCM44.1KHz~768KHz@32bit，支持DSD64~DSD512,DOP64~256 音频格式
  • USB HIFI声卡SPDIF OUT 输出时，支持PCM44.1KHz~192KHz@24bit

专业录音声卡​

专业录音声卡产品使用USB Audio 方案能够完成多种音频接口扩展，如AUX, RCA, MIDI , S/PDFI接口的扩展，同时提供高采样率，高质量的录音声卡。专业录音声卡产品类似如网红直播声卡，录音棚专业录音设备。

专业录音声卡的大体硬件框图如下， 其中使用PXUA08QF48评估板搭配固件为2i2o2msxxxx_dfu.bin：

  • USB连接PC和XU208,USB上行下行传输音频数字信号
  • XU208通过I2S连接ADC/DAC
  • 2通道立体声输入和输出，支持PCM44.1KHz~192KHz@24bit
  • 提供MIDI接口，连接电子乐器

多通道应用​

多通道声卡产品形态如，调音台，

多通道声卡的大体硬件框图如下，

其中使用PXUA08QF48评估板搭配固件为评估板搭配固件2i8o8xxxxxx_dfu.bin）：

  • XU208芯片通过TDM协议和后端DAC/ADC连接通讯
  • 8通道输入/输出，支持PCM44.1KHz~96KHz@24bit
  • 可提供midi接口
  • 如有更多通道数需求，需定制固件

项目导入​

用户已了解熟悉了上述框架，并且已使用PXUA08QF48评估板进行项目评估之后，跟我司联系并确认最终需求，包括双方需要完成的工作，时间节点等等，项目最终需求确认以后我司会要求双方签订一个NDA协议，该协议是为了保护双方项目重要信息，确保双方利益不受任何损失。为了确保项目的正常启动，项目启动前用户还需了解USB Audio ASIO驱动说明，我司才最终和用户立项进行项目合作关系。

最终用户项目量产前，我司会跟XMOS进行客户项目报备，并且最终我司为用户提供芯片供应服务，有我司销售人员对接。

项目立项启动​

项目初始阶段我司提供XU208-128-QF48-C10主控原理图参考设计，原理图仅包含XU208数字接口及其数字部分的外围电路设计，（严格来讲，需要用户参考我司的XU208硬件设计文档进行原理和PCB , 用户自行根据文档进行检查原理图，如有必要可以向我司申请复审原理图，rd@pawpaw.cn）用户需自行完成模拟部分（ADC /DAC / 运放等）设计以及PCB layout，PCB layout完成后我司提供XU208样机固件给用户烧录到USB Audio项目样机中，以方便用户进行检查项目硬件是否能够正常运转起来，确认硬件运行正常没有问题之后，可将电路板寄给我司工程进行最终调试。

固件说明​

评估板配套提供了多个固件，主要是USB音频支持规格以及接口作为区别，其中固件命名遵循XMOS USB audio 针对固件的命名方式，例如2i2o2mxxxxx固件表示支持USB Audio Class2.0，支持通道两入两出，支持MIDI,不支持SPDIF IN/OUT,不支持ADAT IN/OUT，不支持DSD，命名方式参考下表：

Audio Class: 1 or 2 Input enabled: i (channelcount) Output enabled: o (channelcount) MIDI enabled: m, disabled: x SPDIF out enabled: s, disabled: x SPDIF in enabled: s, disabled: x ADAT out enabled: a, disabled: x ADAT in enabled: a, disabled: x DSD out enabled: d, disabled: x

该文档只针对固件命名说明，方便用户后续烧录更新固件，详细的固件列表以及固件的使用方式请参考（固件说明）文档

所有XU208固件由我司免费设计与提供，包括flash烧录固件和USB DFU更新固件，如需其他固件支持，可与我司工程协商是否可以提供，整个项目不收取任何额外费用（定制项目除外），后续合作我司主要以提供XMOS芯片以及其他芯片为主，包括DAC,运放，flash，等芯片用户均可与我司协商提供。

固件烧录​

XU208芯片可以使用XMOS专用XTAG烧录器烧录，也可以使用flash编程器烧录。

木瓜电子通常会提供3种后缀命名的固件，分别为xxx.xe, xxx_flash.bin和xxx_dfu.bin。其中：

  • xxx.xe固件由XMOS IDE编译生成，仅能通过XTAG调试工具烧录到XU208芯片，其烧录时间上，效率很低
  • xxx_flash.bin固件由xxx.xe通过XMOS IDE导出，仅能通过flash烧录器烧录，效率较高
  • xxx_dfu.bin更新固件由xxx.xe通过XMOS IDE结合Flash型号信息来导出，仅能通过USB dfu_usb工具进行更新固件。 注意：该烧录方试要求flash已存储XU208正常运行的程序，如果flash内部为空或者错误程序，将只能通过其他两种方式烧录

xxx.xe的烧录方式​

用户需要拥有XMOS的专用XTAG调试工具 ，并且下载和安装xTimecomposer IDE。 运行其Command prompt 工具，确保上电XU208硬件和接好XTAG，键入指令 

xrun -l

, Enter键后，查看XU208和XTAG是否握手成功

握手成功以后键入指令

xflash  xxx.xe

烧录.xe文件（该烧录方式仅针对部分flash型号）

针对大部分flash型号，需键入指令

xflash xxx.xe --spi-spec xxx.spec

（xxx.spec文件为flash描述文件，一般由我司提供）

xxx_flash.bin烧录方式​

用户需要拥有flash烧录器，XU208默认flash参考设计为SPI Flash的连接方式，用户如果使用QSPI连接，需使用支持QSPI烧录的烧录器。

两种连接方式在烧录上需要注意的地方是在烧录器上位机软件上的配置选项不同，这里以硕飞的烧录器 （为例做简单说明：

  1. 检测芯片型号或者自行选择flash型号
  2. 加载xxx_flash.bin固件
  3. 打开配置选项
  4. QSPI烧录选择QE=1,SPI烧录选择QE=0,后确定
  5. 勾选写入配置
  6. 开始烧录

xxx_dfu.bin烧录方式​

该烧录方式需要评估板flash已存储可以正常运行的USB Audio固件。使用USB连接PC以及评估板，安装USB Audio驱动，待设备管理器正常枚举USB设备。

将我司提供的XMOS官方测试版驱动解压缩，然后点击进入文件夹并打开dfu工具（XMOS_TUSBAudio_eval_v4.11.0_2017-05-16\W10_x86\TUSBAudioDfu.exe）

点击Browse选择固件，加载进去并点击start，

产品测试​

用户在完成PCB layout并且已初步运行我司提供初始测试固件，电路板在操作系统上（如windows系统）已能正常枚举USB以后，针对上述每个应用框架，还需进行以下测试：

  • 确认BCLK,LRCLK输出正常并有数据输出（示波器测量）

  • DAC数据对齐方式为I2S对齐

  • PCM44.1KHz~768KHz是否都能正常播放，DSD是否正常。（针对每一个框架所能最高支持采样率规格有所不同）

  • 录音能否正常录入，延迟是否太高

  • 音频之间的切换是否有POP音

产品量产​

用户产品最终落地量产时，我司提供xxx_flash.bin烧录固件，由flash烧录器统一烧录到flash芯片以后再上SMT。flash的烧录可用户自行解决或者我司提供烧录服务（收费）。

驱动说明​

USB Audio ASIO驱动仅针对Windows系统，在Linux，MAC，安卓，IOS等系统下面是免驱的。驱动需用户自行跟第三方驱动公司沟通以及购买，我司与第三方驱动商没有任务商务合作，用户购买驱动以后，提供驱动VID PID给我司进行软件更改以适配最新的驱动。驱动详细说明请参考文档XMOS USB Audio 驱动说明