#include <usb/hal/numicro> // USB HAL(Hardware Abstract Layer)，新唐 Numicro
#include <usb/adc> // USB Audio Device Class
#include <numicro/nuc/sfr/i2s> // I2S Register
void i2s_start();
using namespace usb; // 使用 usb 名空间
using namespace adc; // 使用 usb adc(audio device class）名空间
template<typename PARENT, uint8_t ID> // 定式
struct it_t : it_impl_t< // 定义 Input Terminal 类模板
it_t, PARENT, ID, // 定式
0 // 指定 String ID，为 0 表示不定义
> {
using input_t = typename it_t::it_impl_t; // 为本类指定一个“别名”，方便在定义 Entities 集合时标识
};
template<typename PARENT, uint8_t ID>
struct ot_t : ot_impl_t< // 定义 Output Terminal 类模板
ot_t, PARENT, ID,
0
> {
using output_t = typename ot_t::ot_impl_t;
};
template<typename PARENT> // 定式
struct tuple_t : entity_tuple_t< // 定义 Entities 集合类，其中可以加入以上定义的各个 Entity 类模板
PARENT, // 定式
it_t, // 已定义的类模板
ot_t // 已定义的类模板
> {
using typename tuple_t::entity_tuple_t::input_t; // 导入各个 Terminal 的别名
using typename tuple_t::entity_tuple_t::output_t; // ...
struct __attribute__((packed)) entities_descriptor_t // 定义 Entities 集合的描述符
: td_t< // 定义 Terminal 描述符
input_t, // 使用已导入的别名，用于确定本 Entity ID，
USB_STREAMING, // 指定 Terminal 类型
cluster_t< // 定义 Channel（声道） Cluster，其中可以加入任意声道
0, // 指定 String ID
cluster_channel_t::LEFT_FRONT, // 指定 Left Front
cluster_channel_t::RIGHT_FRONT // 指定 Right Front
>
>,
td_t< // 定义 Terminal 描述符
output_t, // 使用已导入的别名，用于确定本 Entity ID，
SPEAKER, // 指定 Terminal 类型
input_t // 指定本输出 Terminal 的数据来源
> { };
};
template<typename PARENT, uint32_t PARAM> // 定式
class ep_t : public streaming::data::out::ep_impl_t< // 定义 Audio Data Endpoint（数据端点）类
ep_t, PARENT, PARAM, // 定式
core::transfer::iso::sync_t::SYNC, // 指定端点的 sync 类型
false, // 指定 bmAttributes 的 sampling frequency，参见 USB Audio 规范
false, // 指定 bmAttributes 的 pitch，参见 USB Audio 规范
false, // 指定 bmAttributes 的 MaxPacketsOnly， 参见 USB Audio 规范
streaming::UNDEFINED, // 指定 bLockDelayUnits， 参见 USB Audio 规范
0 // 指定 wLockDelay， 参见 USB Audio 规范
> { };
#define SAMPLE_RATE 16000
struct { // 定义 Audio Data 缓冲区
union {
struct {
uint8_t wrpos; // 写缓冲指针
uint8_t rdpos; // 读缓冲指针
};
uint16_t pos;
};
uint32_t data[64 * 2 / sizeof(uint32_t)]; // 缓冲数据区，包含两个 packet
} buffer;
template<typename PARENT, uint32_t PARAM> // 定式
class ifc_t : public control::if_impl_t< // 定义 AudioControl Interface（控制接口）类
ifc_t, PARENT, PARAM, // 定式
0 // 指定 String ID
> { };
template<typename PARENT, uint32_t PARAM> // 定式
class ifs_t : public streaming::if_impl_t< // 定义 AudioStream Interface（流接口）类
ifs_t, PARENT, PARAM, // 定式
0, // 指定 String ID
typename tuple_t<PARENT>::input_t, // 指定连接到的 terminal
ep_t // 指定本接口包含的数据端点（暂不支持同步端点）
> {
public:
template<uint8_t N> using ep_t = typename core::elem_t<N, typename ifs_t::tuple_t>::type;
struct __attribute__((packed)) descriptor_t // 定义流接口描述符
: core::descriptor_t<core::descriptor::std_if_t<ifs_t, 0, 0, 0>>, // Alternative 0
core::descriptor_t<core::descriptor::std_if_t<ifs_t, 1, 0, 0>, // Alternative 1
streaming::pcm_descriptor_t< // 定义 PCM 描述符
ifs_t, // 定式
1, // bDelay
2, // bNrChannels
2, // bSubframeSize
16, // bBitResolution
true, // 指定固定采样
SAMPLE_RATE // 采样率
>,
ep_t<0> // 指定 Alternative 1 所包含的 Endpoint
> { };
__INLINE bool set_interface(uint_fast8_t alternative) // Set Interface 处理
{
if (alternative) {
first = true;
this->read(buffer.data, 64); // 读 packet
buffer.pos = 0;
}
return true;
}
__INLINE void read_complete(uint_fast16_t length) // 读 packet 完成
{
uint_fast8_t pos = buffer.wrpos;
pos ^= 64 / sizeof(uint32_t);
buffer.wrpos = pos;
this->read(&buffer.data[pos], 64); // 读 packet
if (first) {
first = 0;
i2s_start(); // 启动 I2S
}
}
private:
uint8_t first;
};
template<typename PARENT, uint32_t PARAM> // 定式
class fn_t : public adc::fn_impl_t< // 定义 Function
fn_t, PARENT, PARAM, // 定式
0, // 指定 String ID
0x100, // 指定 bcdADC，Release Number
ifc_t, // 已定义的 AudioControl Interface
tuple_t<fn_t<PARENT, PARAM>>, // 已定义的 Entiies 集合
ifs_t // 已定义的 AudioStream Interface，可连续加入多个
> { };
class usbd_t : public core::usbd_impl_t< // 定义 USB 类
usbd_t, // 定式
0x110, // bcdUSB
0, // bDeviceClass
0, // bDeviceSubClass
0, // bDeviceProtocol
0x0416, // idVendor
0x5011, // idProduct
0x100, // bcdDevice
1, // iManufacture
2, // iProduct
3, // iSerialNumber
true, // bmAttributes, Bus Powered
false, // bmAttributes, Self Powered
false, // bmAttributes, Remote Wakeup
50_mA, // bMaxPower
0, // iConfiguration
fn_t> { // 已定义的 Function，可连续加入多个 Function 和 Interface
public:
__INLINE usbd_t() { }
#if 1
__INLINE bool data_out(uint_fast8_t type, uint_fast8_t request, uint_fast16_t value, uint_fast16_t index, uint_fast16_t length)
{
out();
return true;
}
__INLINE bool data_in(uint_fast8_t type, uint_fast8_t request, uint_fast16_t value, uint_fast16_t index, uint_fast16_t length)
{
in();
return true;
}
#endif
__INLINE const uint8_t* get_string_descriptor(uint_fast8_t index, uint_fast16_t lang_id) // GetDescriptor(String) 处理
{
static const string_langid_t<langid_t::English_UnitedStates> desc0;
static const string_t<u'j', u'.', u'y', u'.', u'l', u'e', u'e', u'@', u'y', u'e', u'a', u'h', u'.', u'n', u'e', u't'> desc1;
static const string_t<u'U', u'S', u'B', u' ', u'A', u'u', u'd', u'i', u'o'> desc2;
static const string_t<u'0', u'0', u'0', u'0'> desc3;
static const uint8_t* const descriptor[] {
reinterpret_cast<const uint8_t*>(&desc0),
reinterpret_cast<const uint8_t*>(&desc1),
reinterpret_cast<const uint8_t*>(&desc2),
reinterpret_cast<const uint8_t*>(&desc3)
};
return index < sizeof(descriptor) / sizeof(descriptor[0]) ? descriptor[index] : nullptr;
}
};
usbd_t usbd; // 定义 USB 类对象
void usbd_isr() // USBD_IRQn 中断向量 handler
{
usbd.isr(); // 调用 USB 类的中断处理
}
void i2s_isr() // I2S_IRQn 中断向量 handler
{
using namespace sfr::i2s;
if (I2S.STATUS().TXUDF) {
I2S.STATUS(0).TXUDF(1);
I2S.CON(0);
I2S.IE(0);
return;
}
if (buffer.pos == 0x400 || buffer.pos == 0x1014) {
I2S.IE(0).TXUDFIE(1);
return;
}
// 从 Audio Data 缓冲填充数据到 I2S 发送 FIFO
uint_fast8_t rdpos{ buffer.rdpos };
do {
I2S.TXFIFO = buffer.data[rdpos++];
if (rdpos == sizeof(buffer.data) / 4)
rdpos = 0;
} while (I2S.STATUS().TXFULL == 0);
buffer.rdpos = rdpos;
// 调整 I2S 速率
uint_fast16_t pos{ buffer.pos };
if (pos == 0xc00 || pos == 0x1c10) { // 加快
I2S.CLKDIV(0).BCLK_DIV(45);
} else if (pos == 0 || pos == 0x1010) { // 减慢
I2S.CLKDIV(0).BCLK_DIV(47);
} else
I2S.CLKDIV(0).BCLK_DIV(46); // 恢复正常
}
void i2s_start() // I2S 启动
{
using namespace sfr::i2s;
do {
I2S.TXFIFO = 0;
} while (I2S.STATUS().TXFULL == 0);
I2S.CON(0)
.I2SEN(1)
.TXEN(1)
.WORDWIDTH(1)
.FORMAT(1)
.TXTH(4);
I2S.IE(0).TXTHIE(1);
}
int main()
{
using namespace sfr::i2s;
I2S.CLKDIV(0).BCLK_DIV(46); // 设置 I2S 默认速率
*reinterpret_cast<volatile uint32_t*>(0xe000e100) = 1 << I2S_IRQn; // NVIC：允许 I2S 中断
usbd.open(true); // 初始化 usb 对象
while (true);
}
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