adr-000
This commit is contained in:
@@ -0,0 +1,588 @@
|
||||
# HubAudio
|
||||
# Bus Architecture and Preliminary Pin Assignment
|
||||
|
||||
**Document:** Hardware Interface Definition
|
||||
**Revision:** 0.1
|
||||
**Status:** Preliminary Design
|
||||
**Controller:** ESP32-S3
|
||||
|
||||
|
||||
---
|
||||
|
||||
# 1. Purpose
|
||||
|
||||
This document defines the preliminary hardware interfaces between the ESP32-S3 system controller and all HubAudio modules.
|
||||
|
||||
The purpose is to establish:
|
||||
|
||||
- bus ownership
|
||||
- GPIO allocation
|
||||
- peripheral assignment
|
||||
- boot-safe pins
|
||||
- expansion possibilities
|
||||
|
||||
|
||||
This document must be reviewed before PCB routing.
|
||||
|
||||
|
||||
---
|
||||
|
||||
# 2. Design Rules
|
||||
|
||||
|
||||
The following rules apply:
|
||||
|
||||
|
||||
## Rule 1
|
||||
|
||||
The ESP32-S3 controls configuration only.
|
||||
|
||||
|
||||
Audio data does not pass through the MCU.
|
||||
|
||||
|
||||
---
|
||||
|
||||
## Rule 2
|
||||
|
||||
All audio sources connect directly to ADAU1467.
|
||||
|
||||
|
||||
|
||||
SOURCE
|
||||
|
||||
|
|
||||
|
||||
I2S
|
||||
|
||||
|
|
||||
|
||||
ADAU1467
|
||||
|
||||
|
||||
|
||||
---
|
||||
|
||||
## Rule 3
|
||||
|
||||
Every external module must be identifiable.
|
||||
|
||||
|
||||
Identification:
|
||||
|
||||
|
||||
24AA025E48T-I/OT
|
||||
|
||||
|
||||
|
||||
---
|
||||
|
||||
# 3. ESP32-S3 Peripheral Allocation
|
||||
|
||||
|
||||
## 3.1 Overview
|
||||
|
||||
|
||||
| Function | Interface |
|
||||
|-|-|
|
||||
| Radio control | SPI |
|
||||
| DSP control | I2C |
|
||||
| Module EEPROM | I2C |
|
||||
| Bluetooth control | UART |
|
||||
| Debug | USB/JTAG |
|
||||
| Expansion | Reserved GPIO |
|
||||
|
||||
|
||||
---
|
||||
|
||||
# 4. Proposed GPIO Map
|
||||
|
||||
|
||||
## 4.1 I2C Bus
|
||||
|
||||
|
||||
Shared bus:
|
||||
|
||||
|
||||
| Signal | ESP32-S3 GPIO | Devices |
|
||||
|-|-|-|
|
||||
| SDA | GPIO8 | EEPROM, ADAU1467 |
|
||||
| SCL | GPIO9 | EEPROM, ADAU1467 |
|
||||
|
||||
|
||||
Notes:
|
||||
|
||||
- keep traces short
|
||||
- external pull-ups required
|
||||
- address conflicts must be checked
|
||||
|
||||
|
||||
---
|
||||
|
||||
# 4.2 SPI Bus
|
||||
|
||||
|
||||
Used for radio and memories.
|
||||
|
||||
|
||||
| Signal | ESP32-S3 GPIO | Function |
|
||||
|-|-|-|
|
||||
| SCLK | GPIO12 | SPI Clock |
|
||||
| MOSI | GPIO11 | SPI Data |
|
||||
| MISO | GPIO13 | SPI Data |
|
||||
| CS_RADIO | GPIO10 | Si4684 |
|
||||
| CS_FLASH | GPIO14 | External memories |
|
||||
|
||||
|
||||
---
|
||||
|
||||
# 4.3 UART Bus
|
||||
|
||||
|
||||
Bluetooth modules:
|
||||
|
||||
|
||||
## BT RX
|
||||
|
||||
|
||||
| Signal | GPIO |
|
||||
|-|-|
|
||||
| TX ESP32 | GPIO17 |
|
||||
| RX ESP32 | GPIO18 |
|
||||
|
||||
|
||||
## BT1035 TX
|
||||
|
||||
|
||||
Second UART:
|
||||
|
||||
|
||||
| Signal | GPIO |
|
||||
|-|-|
|
||||
| TX ESP32 | GPIO43 |
|
||||
| RX ESP32 | GPIO44 |
|
||||
|
||||
|
||||
Notes:
|
||||
|
||||
ESP32-S3 provides multiple UART peripherals.
|
||||
|
||||
|
||||
---
|
||||
|
||||
# 4.4 Module Control GPIO
|
||||
|
||||
|
||||
| Signal | GPIO | Function |
|
||||
|-|-|-|
|
||||
| RADIO_RESET | GPIO4 | Si4684 reset |
|
||||
| DSP_RESET | GPIO5 | ADAU1467 reset |
|
||||
| BT_RX_RESET | GPIO6 | BT receiver reset |
|
||||
| BT_TX_RESET | GPIO7 | BT1035 reset |
|
||||
|
||||
|
||||
---
|
||||
|
||||
# 5. Si4684 Interface
|
||||
|
||||
|
||||
## Control
|
||||
|
||||
|
||||
SPI:
|
||||
|
||||
|
||||
|
||||
ESP32-S3
|
||||
|
||||
SCLK
|
||||
|
|
||||
Si4684 CLK
|
||||
|
||||
MOSI
|
||||
|
|
||||
Si4684 SDIO
|
||||
|
||||
CS
|
||||
|
|
||||
Si4684 CS
|
||||
|
||||
|
||||
|
||||
Control:
|
||||
|
||||
|
||||
|
||||
GPIO4
|
||||
|
||||
|
|
||||
|
||||
RESET
|
||||
|
||||
|
||||
|
||||
Interrupt:
|
||||
|
||||
|
||||
|
||||
Si4684 IRQ
|
||||
|
||||
|
|
||||
|
||||
ESP32 GPIO
|
||||
|
||||
|
||||
|
||||
---
|
||||
|
||||
# 6. ADAU1467 Interface
|
||||
|
||||
|
||||
## Control Interface
|
||||
|
||||
|
||||
Preferred:
|
||||
|
||||
|
||||
I2C
|
||||
|
||||
|
||||
|
||||
ESP32-S3
|
||||
|
||||
SDA
|
||||
|
||||
SCL
|
||||
|
||||
|
|
||||
|
||||
ADAU1467
|
||||
|
||||
|
||||
|
||||
Used for:
|
||||
|
||||
|
||||
- volume
|
||||
- routing
|
||||
- DSP parameters
|
||||
|
||||
|
||||
---
|
||||
|
||||
# 7. Bluetooth TX Interface
|
||||
|
||||
|
||||
Device:
|
||||
|
||||
FSC-BT1035
|
||||
|
||||
|
||||
## Control
|
||||
|
||||
|
||||
UART:
|
||||
|
||||
|
||||
|
||||
ESP32-S3
|
||||
|
||||
TX
|
||||
|
||||
|
|
||||
|
||||
BT1035 RX
|
||||
|
||||
ESP32-S3
|
||||
|
||||
RX
|
||||
|
||||
|
|
||||
|
||||
BT1035 TX
|
||||
|
||||
|
||||
|
||||
---
|
||||
|
||||
## Audio
|
||||
|
||||
|
||||
I2S:
|
||||
|
||||
|
||||
|
||||
ADAU1467
|
||||
|
||||
|
|
||||
|
||||
|
|
||||
|
||||
BT1035
|
||||
|
||||
BCLK
|
||||
|
||||
LRCLK
|
||||
|
||||
DATA
|
||||
|
||||
|
||||
|
||||
The clock direction must be verified.
|
||||
|
||||
|
||||
Preferred:
|
||||
|
||||
|
||||
ADAU1467 master.
|
||||
|
||||
|
||||
---
|
||||
|
||||
# 8. Bluetooth RX Interface
|
||||
|
||||
|
||||
Device:
|
||||
|
||||
FSC-BT1026 or equivalent.
|
||||
|
||||
|
||||
## Control
|
||||
|
||||
|
||||
UART:
|
||||
|
||||
|
||||
|
||||
ESP32-S3
|
||||
|
||||
|
|
||||
|
||||
BT RX Module
|
||||
|
||||
|
||||
|
||||
---
|
||||
|
||||
## Audio
|
||||
|
||||
|
||||
|
||||
BT RX
|
||||
|
||||
|
|
||||
|
||||
I2S OUT
|
||||
|
||||
|
|
||||
|
||||
ADAU1467 INPUT
|
||||
|
||||
|
||||
|
||||
---
|
||||
|
||||
# 9. I2S Architecture
|
||||
|
||||
|
||||
## Important Design Decision
|
||||
|
||||
|
||||
Multiple I2S sources are not connected together.
|
||||
|
||||
|
||||
Wrong:
|
||||
|
||||
|
||||
|
||||
Si4684
|
||||
|
|
||||
|
|
||||
BT RX
|
||||
|
|
||||
+------ I2S ------ ADAU1467
|
||||
|
||||
|
||||
|
||||
Correct:
|
||||
|
||||
|
||||
|
||||
Si4684
|
||||
|
||||
I2S Port 0
|
||||
|
||||
|
|
||||
|
||||
|
|
||||
|
||||
ADAU1467
|
||||
|
||||
BT RX
|
||||
|
||||
I2S Port 1
|
||||
|
||||
|
|
||||
|
||||
|
|
||||
|
||||
ADAU1467
|
||||
|
||||
|
||||
|
||||
The ADAU1467 internal serial ports perform routing.
|
||||
|
||||
|
||||
---
|
||||
|
||||
# 10. Proposed ADAU1467 Serial Port Allocation
|
||||
|
||||
|
||||
| DSP Port | Device | Direction |
|
||||
|-|-|-|
|
||||
| Serial Input 0 | Si4684 | RX |
|
||||
| Serial Input 1 | BT RX | RX |
|
||||
| Serial Output 0 | DAC | TX |
|
||||
| Serial Output 1 | BT1035 | TX |
|
||||
|
||||
|
||||
---
|
||||
|
||||
# 11. EEPROM Bus
|
||||
|
||||
|
||||
All modules include:
|
||||
|
||||
|
||||
|
||||
24AA025E48T
|
||||
|
||||
|
||||
|
||||
Example:
|
||||
|
||||
|
||||
| Module | Address |
|
||||
|-|-|
|
||||
| Main Board | 0x50 |
|
||||
| Radio | 0x51 |
|
||||
| Bluetooth | 0x52 |
|
||||
| DSP | 0x53 |
|
||||
|
||||
|
||||
Address selection must be verified.
|
||||
|
||||
|
||||
---
|
||||
|
||||
# 12. Reserved Expansion Interface
|
||||
|
||||
|
||||
Future modules:
|
||||
|
||||
|
||||
Possible:
|
||||
|
||||
- external DAC
|
||||
- amplifier module
|
||||
- display
|
||||
- sensors
|
||||
- remote control
|
||||
|
||||
|
||||
Reserved:
|
||||
|
||||
|
||||
SPI
|
||||
|
||||
I2C
|
||||
|
||||
UART
|
||||
|
||||
I2S
|
||||
|
||||
GPIO
|
||||
|
||||
Power
|
||||
|
||||
|
||||
|
||||
---
|
||||
|
||||
# 13. Boot Safety Review
|
||||
|
||||
|
||||
ESP32-S3 boot pins must be checked.
|
||||
|
||||
|
||||
Before PCB release:
|
||||
|
||||
|
||||
Verify:
|
||||
|
||||
- GPIO assignment
|
||||
- strapping pins
|
||||
- pull-up/pull-down resistors
|
||||
|
||||
|
||||
No external device must force an incorrect boot state.
|
||||
|
||||
|
||||
---
|
||||
|
||||
# 14. Recommended Connector Between Modules
|
||||
|
||||
|
||||
For removable modules:
|
||||
|
||||
|
||||
Example:
|
||||
|
||||
|
||||
|
||||
MODULE HEADER
|
||||
|
||||
1 3.3V
|
||||
2 GND
|
||||
3 SDA
|
||||
4 SCL
|
||||
5 UART TX
|
||||
6 UART RX
|
||||
7 RESET
|
||||
8 IRQ
|
||||
9 I2S BCLK
|
||||
10 I2S LRCLK
|
||||
11 I2S DATA
|
||||
12 RESERVED
|
||||
|
||||
|
||||
|
||||
---
|
||||
|
||||
# 15. Final Review Before Schematic
|
||||
|
||||
|
||||
Before drawing schematic:
|
||||
|
||||
|
||||
Check:
|
||||
|
||||
|
||||
[ ] ESP32-S3 GPIO availability
|
||||
|
||||
[ ] Boot strap conflicts
|
||||
|
||||
[ ] I2S clock ownership
|
||||
|
||||
[ ] Module power consumption
|
||||
|
||||
[ ] RF placement
|
||||
|
||||
[ ] EEPROM addressing
|
||||
|
||||
[ ] Firmware update paths
|
||||
|
||||
|
||||
---
|
||||
|
||||
# END
|
||||
Reference in New Issue
Block a user