基于 RP2040 的多声道 HDA 编解码器

HDA Link，也就是 Azalia 接口，通常只出现在 PC 芯片组中。一位 Habr 作者想验证树莓派 Pico 上的 RP2040 微控制器能否充当它的主机。目标很明确：多声道 HDA 音频编解码器的声道数远多于 I²S。

项目以带有 PIO 模块的 RP2040 为核心，板上是 Realtek ALC889 编解码器。这块板子是之前用 STM32F103 和 Spartan-3 的尝试失败后留下的。BCLK 必须是稳定的 24 MHz，无法用软件生成。接口使用 BCLK、SYNC、SDO、SDI 四根线，一帧 1000 位即可得到 48 kHz；96 kHz 和 192 kHz 时，每帧的采样数会增加。

实现使用了四个 PIO 状态机：SDO 输出、SYNC 输出、包含 BCLK 生成的 SDI 输入，以及为编解码器分配地址的状态机。数据通过 DMA 传输，RP2040 的第二个核心负责打包采样和命令，并解析编解码器的回应。演示项目在五个立体声 DAC 上生成正弦波，三次谐波约为 −123 dB。

编解码器在 192 kHz 采样率下正常工作。将 RP2040 超频到 32 MHz（256 kHz）也能运行，但编解码器发热明显。板子在 3.3 V 下功耗为 150 至 270 mA。也存在限制：内置滤波器相当于截止频率约 4 Hz 的一阶高通，而且 HDA 输入带宽无法同时支持三路 24/192 立体声。

作者还发现，DMA、USB 和 XIP 采样同时工作时 RP2040 存在同步问题，其原因由 Raspberry Pi 的专家查明。对于复杂处理，他推荐带有 DSP 指令的 RP2350。这篇文章既展示了结果，也坦诚地指出了弱点，我很喜欢这一点。

来源：Habr