ESP32-S3 で I2S Audio CODEC を動かす

備忘録代わりの投稿.
ESP32-S3-DevKitC-1 を入手したので,I2S接続の Audio CODEC つなげて動かしてみた.
開発環境はArduino IDE.ESP32のボードマネージャはバージョン2.0.5をインストールした.
(2.0.3以降でS3に対応しているらしい)

CODECには PCM3060PW を使った.
まずESP32用のI2Sのスケッチ例があったので試してみたがまともに動作せず.これらは libraries フォルダにある I2S.h, I2S.cpp  使っていたのでその中身を見てみると,サンプリング周波数が16kHz以下かつ16bitで使うようにコメントされていて無駄な時間を費やしてしまった.
結局 driver フォルダの i2s.h を使い,下記のコードでうまく動作した.

// I2S on ESP32-S3
// T.Uebo  October 1 , 2022

// I2S Master MODE 48kHz/32bit
//
//   Mclk  GPIO 0
//   Bclk  GPIO 42
//   LRclk GPIO 2
//   Dout  GPIO 41
//   Din   GPIO 1

#include <driver/i2s.h>

#define fs 48000
#define BLOCK_SAMPLES 128

#define Reset_CODEC 40 // HW Reset signal for CODEC 

//buffers
int rxbuf[BLOCK_SAMPLES*2], txbuf[BLOCK_SAMPLES*2];
float Lch_in[BLOCK_SAMPLES], Rch_in[BLOCK_SAMPLES];
float Lch_out[BLOCK_SAMPLES], Rch_out[BLOCK_SAMPLES];


void setup(void) {
  //HW Reset for CODEC
  pinMode(Reset_CODEC, OUTPUT);
  digitalWrite(Reset_CODEC, HIGH);
  delay(1);
  digitalWrite(Reset_CODEC, LOW);
  delay(1);
  digitalWrite(Reset_CODEC, HIGH);

  // setup I2S 
  i2s_config_t i2s_config = {
    .mode =  (i2s_mode_t)(I2S_MODE_MASTER | I2S_MODE_TX  | I2S_MODE_RX),
    .sample_rate = fs,
    .bits_per_sample = (i2s_bits_per_sample_t)32,
    .channel_format = I2S_CHANNEL_FMT_RIGHT_LEFT,
    .communication_format = (i2s_comm_format_t)(I2S_COMM_FORMAT_STAND_I2S),
    .intr_alloc_flags = 0,
    .dma_buf_count = 6,
    .dma_buf_len = BLOCK_SAMPLES*4,
    .use_apll = false,
    .tx_desc_auto_clear = true,
    .fixed_mclk = 0,
  };
  i2s_driver_install( I2S_NUM_0, &i2s_config, 0, NULL);

  i2s_pin_config_t pin_config = {
        .bck_io_num = 42,
        .ws_io_num = 2,
        .data_out_num = 41,
        .data_in_num = 1                                                       
    };
  i2s_set_pin( I2S_NUM_0, &pin_config);
  i2s_zero_dma_buffer(I2S_NUM_0);
}


void loop(void) {
  size_t readsize = 0; 

  //Input from I2S codec
  esp_err_t rxfb = i2s_read(I2S_NUM_0, &rxbuf[0], BLOCK_SAMPLES*2*4, &readsize, portMAX_DELAY);
  if (rxfb == ESP_OK && readsize==BLOCK_SAMPLES*2*4) {
    
    int j=0;
    for (int i=0; i<BLOCK_SAMPLES; i++) {
      Lch_in[i] = (float) rxbuf[j];
      Rch_in[i] = (float) rxbuf[j+1];
      j+=2;
    }    
    
    //-------Signal process -------------------------------
    for (int i=0; i<BLOCK_SAMPLES; i++) {
    
      Lch_out[i] = Lch_in[i];
      Rch_out[i] = Rch_in[i];
            
    }
    //------------------------------------------------------


    //Output to I2S codec
    j=0;
    for (int i=0; i<BLOCK_SAMPLES; i++) {
      txbuf[j] = (int) Lch_out[i];
      txbuf[j+1] = (int) Rch_out[i];
      j+=2;
    }
    i2s_write( I2S_NUM_0, &txbuf[0], BLOCK_SAMPLES*2*4, &readsize, portMAX_DELAY);    	  	    
  }

}