usb audio --异步反馈的实现(3)

Usb device固件中异步传输支持实现：

固件算法基于stm32f407平台，参考了ST官方的usb audio demo，但原始工程使用的是基于SOF的同步方式，需要更改。
源代码Github链接(基于MDK工程)： https://github.com/zizimumu/usb_audio

反馈值：

反馈值可以是device端实际的播放速率，如48K的音频文件，实际播放速率为47K。也可以根据device端实际算法需求更改成虚假播放速率，但无论哪种方法，前提是反馈机制保证device buff数据的稳定性为目的，即buff中的数据不能出现over run 和 under run 的情况。
实际算法中为了保证host 端数据快速响应，反馈的是虚拟播放速率。

反馈算法实现：

硬件平台数据流向如上图。假定DMA buff总空间100KB， 定义可用空间是即DMA读指针到USB写指针的距离，定义可用空间50KB时为临界点，定义Low thresholk 与High threshold为可用空间平衡区间看，如下图。

当buff可用空间（注意： 可用空间是相对DMA读指针而言）在 Low threshold 与 High threshold之间时反馈值固定为usb device预设定值播放速；

如果可用空间超过 High threshold，说明数据写入过快（或者数据读取过慢），device反馈值与预设定值小，usb host会减少数据发送量，device端buff可用空间会慢慢减少，直到可用空间范围在 low threshold 与 50K之间，这时将反馈值恢复正常，即设定为预设定播放速率。

当可用空间低于Low threshold，device反馈值比预设定值大，usb host会增大数据发送量，device端buff可用空间会慢慢增加，直到可用空间范围在 HIgh threshold 与 50K之间，这时将反馈值恢复正常，即设定为预设定播放速率。

反馈值范围：

反馈的播放速率是有范围限制的，过大或者过小host 端的usb driver都会认为反馈值不合理而直接丢弃掉。Linux usb audio驱动中freq反馈值的范围为 min <= freq <= max，其中
Min = normal - normal/8
Max = mormal + normal /4
关于max值与同步OUT端点的最大包长度是有关联的，比如对于2 channel ,16bit，48K 模式下，如果同步out端点最大包长度为192，那么意味值每个微帧内最多传输 192B数据，即48 frames 音频文件，即最大播放速率为48K，此时Max=48K；当包最大长度为256时就不会有这样的限制了。

反馈值格式：

反馈值占用3Byte数据，对于usb full speed设备，反馈值格式为 10：14，对于high speed 设备，格式为16：16。
比如48123Hz，在full speed 设备上，转换成反馈值为： ((48123/1000)<<14) | ((48123%1000)<<4)

实际效果：

加入反馈后可用空间的曲线图如下(在linux主机下测试得到)，device 预设定播放速率为48K，由于device内部I2S时钟生成器的关系，实际的播放速率要比48K要小一点，也就意味着dma读取的速度小于usb数据写入速率，因此可以看到，刚开始时，可用空间是不断增加的，直到增大到High Threshold点，device反馈最大播放速率60K（非实际播放速率），可以看到，这个最大播放速率的反馈值效果是很显著的： 可用空间基本上是直线掉到DMA BUFF/2与 Low Threshold之间的位置。