Silicon Labs Si4713 FM Radio Transmitter

Si4713 transmitter 소개

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Device 정보

이 chip은 Silicon Labs 제품이며 현재 address `0x63`을 사용하는 I2C device입니다. 기본적으로 FM 전송과 signal noise level 측정 기능을 제공합니다.

Si4713은 FM broadcast stereo transmission용 transmit function을 통합합니다. 또한 receive power scan 기능으로 signal power가 낮은 FM channel을 식별할 수 있습니다.

Chip은 command와 response로 programming하며, 여러 property로 동작을 변경할 수 있습니다.

Device driver 구성

이 device는 두 module로 처리합니다. 하나는 I2C device driver이고 다른 하나는 platform driver입니다.

I2C device driver는 kernel에 `v4l2-subdev` interface를 export합니다. 모든 property는 `v4l2-subdev` call인 `g_ext_ctrls`, `s_ext_ctrls`를 사용하는 V4L2 extended controls interface로도 접근할 수 있습니다.

Platform device driver는 user land에 V4L2 radio device interface를 export합니다. 사용자 command를 실제 device에 보내기 위해 I2C device driver를 subdevice로 사용하며, 기본적으로 I2C driver의 wrapper입니다.

Application은 V4L2 radio API로 동작 frequency와 mute 상태 등을 지정할 수 있습니다. 대부분의 property는 extended control로 제공됩니다.

V4L2 mute property를 `1`(true)로 설정하면 driver는 chip을 끕니다.

Property와 control 출력

Property는 V4L2 extended control로 접근합니다. 다음은 `v4l2-ctl` utility의 출력입니다.

/ # v4l2-ctl -d /dev/radio0 --all -L
Driver Info:
	Driver name   : radio-si4713
	Card type     : Silicon Labs Si4713 Modulator
	Bus info      :
	Driver version: 0
	Capabilities  : 0x00080800
		RDS Output
		Modulator
Audio output: 0 (FM Modulator Audio Out)
Frequency: 1408000 (88.000000 MHz)
Video Standard = 0x00000000
Modulator:
	Name                 : FM Modulator
	Capabilities         : 62.5 Hz stereo rds
	Frequency range      : 76.0 MHz - 108.0 MHz
	Subchannel modulation: stereo+rds

User Controls

			mute (bool) : default=1 value=0

FM Radio Modulator Controls

	rds_signal_deviation (int)  : min=0 max=90000 step=10 default=200 value=200 flags=slider
		rds_program_id (int)  : min=0 max=65535 step=1 default=0 value=0
	rds_program_type (int)  : min=0 max=31 step=1 default=0 value=0
		rds_ps_name (str)  : min=0 max=96 step=8 value='si4713  '
		rds_radio_text (str)  : min=0 max=384 step=32 value=''
audio_limiter_feature_enabled (bool) : default=1 value=1
audio_limiter_release_time (int)  : min=250 max=102390 step=50 default=5010 value=5010 flags=slider
	audio_limiter_deviation (int)  : min=0 max=90000 step=10 default=66250 value=66250 flags=slider
audio_compression_feature_enabl (bool) : default=1 value=1
	audio_compression_gain (int)  : min=0 max=20 step=1 default=15 value=15 flags=slider
audio_compression_threshold (int)  : min=-40 max=0 step=1 default=-40 value=-40 flags=slider
audio_compression_attack_time (int)  : min=0 max=5000 step=500 default=0 value=0 flags=slider
audio_compression_release_time (int)  : min=100000 max=1000000 step=100000 default=1000000 value=1000000 flags=slider
pilot_tone_feature_enabled (bool) : default=1 value=1
	pilot_tone_deviation (int)  : min=0 max=90000 step=10 default=6750 value=6750 flags=slider
	pilot_tone_frequency (int)  : min=0 max=19000 step=1 default=19000 value=19000 flags=slider
	pre_emphasis_settings (menu) : min=0 max=2 default=1 value=1
	tune_power_level (int)  : min=0 max=120 step=1 default=88 value=88 flags=slider
	tune_antenna_capacitor (int)  : min=0 max=191 step=1 default=0 value=110 flags=slider

Control 요약

Stereo pilot

Pilot은 device가 보내는 audible tone입니다.

• `pilot_frequency` - stereo pilot tone의 frequency를 설정합니다.
• `pilot_deviation` - pilot tone frequency deviation level을 설정합니다.
• `pilot_enabled` - pilot tone 기능을 enable 또는 disable합니다.

Audio compression

Si4713 device는 전송 signal에 audio compression을 적용할 수 있습니다.

• `acomp_enabled` - audio dynamic range control을 enable 또는 disable합니다.
• `acomp_gain` - audio dynamic range control의 gain을 설정합니다.
• `acomp_threshold` - audio dynamic range control의 threshold level을 설정합니다.
• `acomp_attack_time` - audio dynamic range control의 attack time을 설정합니다.
• `acomp_release_time` - audio dynamic range control의 release time을 설정합니다.

Limiter

Limiter는 audio deviation limiter 기능을 구성합니다. Over-deviation이 발생하면 audio input의 front-end gain을 조절해 over-deviation을 계속 방지할 수 있습니다.

• `limiter_enabled` - limiter 기능을 enable 또는 disable합니다.
• `limiter_deviation` - audio frequency deviation level을 설정합니다.
• `limiter_release_time` - limiter release time을 설정합니다.

Tuning power

• `power_level` - signal 전송의 output power level을 설정합니다.
• `antenna_capacitor` - antenna tuning capacitor 값을 직접 선택하며, 0이면 자동으로 선택합니다.

RDS

• `rds_ps_name` - 전송할 RDS PS name field를 설정합니다.
• `rds_radio_text` - 전송할 RDS radio text를 설정합니다.
• `rds_pi` - 전송할 RDS PI field를 설정합니다.
• `rds_pty` - 전송할 RDS PTY field를 설정합니다.

Region

• `preemphasis` - 전송에 적용할 preemphasis를 설정합니다.

Received Noise Level 측정

이 device에는 received noise level(RNL)을 측정하는 interface도 있습니다. 측정하려면 device node에 ioctl을 호출합니다. 다음은 예제 code입니다.

int main (int argc, char *argv[])
{
	struct si4713_rnl rnl;
	int fd = open("/dev/radio0", O_RDWR);
	int rval;

	if (argc < 2)
		return -EINVAL;

	if (fd < 0)
		return fd;

	sscanf(argv[1], "%d", &rnl.frequency);

	rval = ioctl(fd, SI4713_IOC_MEASURE_RNL, &rnl);
	if (rval < 0)
		return rval;

	printf("received noise level: %d\n", rnl.rnl);

	close(fd);
}

`struct si4713_rnl`과 `SI4713_IOC_MEASURE_RNL`은 `include/linux/platform_data/media/si4713.h`에 정의되어 있습니다.

Stereo/Mono와 RDS subchannel

전송에 사용할 subchannel로 device를 설정할 수도 있습니다. `S/G_MODULATOR` ioctl을 사용하고 `txsubchans`를 올바르게 설정하십시오. 이 ioctl의 올바른 사용법은 V4L2 API specification을 참고하십시오.

Test

Test는 보통 FM tuner card 관리용 `v4l2-ctl` utility로 수행합니다. 이 도구는 v4l-dvb repository의 `v4l2-apps/util` directory에 있습니다.

RDS PS name을 설정하는 예시는 다음과 같습니다.

# v4l2-ctl -d /dev/radio0 --set-ctrl=rds_ps_name="Dummy"