STM32F411 BlackPill USB Speaker（７）メインシーケンス

１．メインシーケンス

seq	処理内容	次への遷移条件
SEQ_START	AUDIO_CMD_START	処理後
	初回audio data開始	SEQ_PLAY
	・DMAバッファポインタ初期化
	・タイマー起動
	・DMA起動
SEQ_PLAY	AUDIO_CMD_PLAY	haudio->alt_setting == 0U　再生停止
	audio data出力	SEQ_PAUSE
	・入力データ変換
	リトルエンディアン L R 順
	PWM 2000分割 duty50%が0
SEQ_PAUSE	haudio->alt_setting != 0U　再生再開	処理後
	再生再開	SEQ_START
	・タイマー停止
	・タイマー、DMAリセット
	・USBD Out Data リスタート

２．各処理
１）AUDIO_AudioCmd_FS()    <usbd_audio_if.c>
・cmd値とデータバッファ情報を持ち出す

/* USER CODE BEGIN PV */
/* Private variables ---------------------------------------------------------*/
extern uint8_t *g_audio_buf;
extern uint32_t g_size;
extern uint8_t g_cmd;
/* USER CODE END PV */


static int8_t AUDIO_AudioCmd_FS(uint8_t *pbuf, uint32_t size, uint8_t cmd)
{
	/* USER CODE BEGIN 2 */
	switch (cmd)
	{
	case AUDIO_CMD_START:
		g_cmd |= AUDIO_CMD_START;
		break;
	case AUDIO_CMD_PLAY:
		g_cmd |= AUDIO_CMD_PLAY;
		g_audio_buf = pbuf;
		g_size = size;
		break;
	}
	return (USBD_OK);
	/* USER CODE END 2 */
}

２）SEQ_START：再生開始    <main.c>
　DMA起動
　・DMAバッファ保存開始位置はバッファ1/4位置（取得したオーディオデータバッファ1/2相当）
　・後の処理のため USBD_AUDIO_HandleTypeDef を取得

		switch (seq_m)
		{
		case SEQ_START: // Play Start
			if ((g_cmd & AUDIO_CMD_START) == AUDIO_CMD_START)
			{
				// START audio
				g_cmd &= ~((uint8_t)AUDIO_CMD_START);
				__HAL_TIM_SET_AUTORELOAD(&htim2, TIM2_P_BASE - 1);
				__HAL_TIM_SET_AUTORELOAD(&htim1, TIM1_P_BASE - 1);
				HAL_TIM_Base_Start_IT(&htim1);
				HAL_TIM_PWM_Start(&htim2, TIM_CHANNEL_2);
				HAL_TIM_PWM_Start_DMA(&htim2, TIM_CHANNEL_1, (uint32_t *)pwm_buf, AUDIO_DMA_BUF_SIZE);
				cnt_pwm_p = AUDIO_DMA_BUF_SIZE / 4;
				USBD_HandleTypeDef *pdev = &hUsbDeviceFS;
				haudio = (USBD_AUDIO_HandleTypeDef *)pdev->pClassDataCmsit[pdev->classId];
				seq_m = SEQ_PLAY;
			}
			break;

３）SEQ_PLAY：再生    <main.c>
　オーディオデータをデコードして保存
　・オーディオデータは8bitリトルエンディアン, L R 順を16bit, L Rに変換
　　uint8_t を int16_t に変換する共用体を設置
　・変換したデータをPWM用に変換してバッファに保存
　・TIM1 Period 値を取得した size 値に設定してデータ数を同期

	uint32_t cnt_pwm_p = 0;							// PMW DAC buffer pointer
	uint32_t pwm_buf[AUDIO_DMA_BUF_SIZE]; 		// PWM DAC data buffer
	typedef union
	{	int16_t i16t;
		uint8_t u8t[2];
	} U8T2I16T;
	U8T2I16T dec;		 	// audio data decode union
	int32_t dp32[2]; 	// audio data int [0]:L ch, [1]:R ch
	uint32_t dpout;	 	// PWM DAC data 1000+/-1000(about)

		case SEQ_PLAY: // Play
			if ((g_cmd & AUDIO_CMD_PLAY) == AUDIO_CMD_PLAY)
			{
				// convert PLAY data
				g_cmd &= ~((uint8_t)AUDIO_CMD_PLAY);
				for (uint32_t i = 0; i < g_size * 2; i += 4)
				{
					for (uint16_t j = 0; j < 2; j++)
					{
						dec.u8t[0] = g_audio_buf[i + j * 2];
						dec.u8t[1] = g_audio_buf[i + 1 + j * 2];
						dp32[j] = (int32_t)dec.i16t;
					}
					dpout = (dp32[0] + dp32[1]) / 2 + 0x8000; // Rch + Lch Monaural
					pwm_buf[cnt_pwm_p++] = ((uint32_t)dpout * TIM2_P_BASE) / 0x10000;
					if (cnt_pwm_p >= AUDIO_DMA_BUF_SIZE)
						cnt_pwm_p = 0;
					// Update TIM1 to synchronize the number of audio data
					__HAL_TIM_SET_AUTORELOAD(&htim1, g_size / 2 - 1);
				}
			}
			if (haudio->alt_setting == 0U)	{ // ? PAUSE
				seq_m = SEQ_PAUSE;
			}
			break;

４）SEQ_PAUSE：停止    <main.c>
　停止から再生再開

		case SEQ_PAUSE: // Pause
			if (haudio->alt_setting != 0U)
			{ // ? REPLAY
				// Restart DAC
				while (__HAL_DMA_GET_COUNTER(&hdma_tim2_ch1) > 7);
				HAL_TIM_PWM_Stop_DMA(&htim2, TIM_CHANNEL_1);
				HAL_TIM_Base_Stop(&htim2);
				HAL_TIM_Base_Stop_IT(&htim1);
				__HAL_TIM_SET_COUNTER(&htim2, 0);
				__HAL_TIM_SET_COUNTER(&htim1, 0);
				// Restart USBD Outdata
				haudio->offset = AUDIO_OFFSET_UNKNOWN;
				haudio->rd_enable = 0U;
				haudio->rd_ptr = 0U;
				haudio->wr_ptr = 0U;

				seq_m = SEQ_START;
			}
			break;

３．再生停止検出と再生再開処理詳細
１）再生停止検出
（１）再生停止検出が発生する処理
　・入口
　　関数    HAL_PCD_IRQHandler() <stm32f4xx_hal_pcd.c>
　　フラグ    USB_OTG_DOEPINT_STUP
　・発生
　　関数    USBD_AUDIO_Setup        <usbd_audio.c>　　

	case USB_REQ_SET_INTERFACE:

		haudio->alt_setting = (uint8_t)(req->wValue);		// wValue = 1

（２）再生停止検出フラグ
USBD_AUDIO_HandleTypeDef. alt_setting        0:PAUSE    1:PLAY

typedef struct
{
  uint32_t alt_setting;
  uint8_t buffer[AUDIO_TOTAL_BUF_SIZE];
  AUDIO_OffsetTypeDef offset;
  uint8_t rd_enable;
  uint16_t rd_ptr;
  uint16_t wr_ptr;
  USBD_AUDIO_ControlTypeDef control;
} USBD_AUDIO_HandleTypeDef;

２）再生再開処理
（１）処理内容
　バッファデータの頭を揃える
　・DMA停止、TIM2停止、TIM1停止
　・TIM2カウンタリセット、TIM1カウンタリセット
　・USBD_AUDIO_HandleTypeDef のメンバをリセットする

（２）再生再開
　データが来るのでバッファに貯まるとAUDIO_CMD_STARTが発行される

４．解説
・cmd値 AUDIO_CMD_TypeDef のハンドリングは同時に両方セットされても漏れなく処理できる構成にした
　手抜きコードのため改造するとバグが出やすいので要注意
・再生開始、再開時のカウンタとDMA関連設定には不要なコードがあるかもしれない　未確認
・オーディオデータのデコードは Lch + Rch モノラルにしてある
・再生停止中もDMA PWM は動いているがオーディオデータは 0 になっている
　ホストによって状態が異なるかもしれない

次は同期処理について