STM32F407 上的有限 I2S2 从机发送

在独立控制的外部 I2S 主机提供时钟时，这个精确裸机角色可让 STM32F407VET6 或 STM32F407ZGT6 发送一个由调用方拥有的 stereo16 帧块。单一任务拥有发送器、外部时钟握手及失败排空。实现提供有限普通模式 DMA 和显式最终访问边界；产品负责采样值、速率、编解码器、主机及恢复政策。物理 HIL 为 not_executed。IO-41 仍为 in_progress；连续音频、SAI 和 PDM 仍开放。

选择一个物理角色

在 [i2s2] 中以 profile = "slave-tx-stereo16-pb12-pb13-pb15" 声明这个角色。它与其他控制器通过同一套已验证硬件 IR 和资源计划解析。所选 SPI2 模式、引脚、DMA stream 或向量发生冲突时，在生成前拒绝。省略角色就保持未选中，不创建音频所有者或目标。

资源或格式

精确选定项

芯片与时钟

STM32F407VET6 或 STM32F407ZGT6；baremetal；hse8-pll168；有效运行的 1 MHz TIM2

线上协议

Philips I2S；两个 16 位声道、16 位时隙；采样以 MSB 优先的顺序输出

引脚

PB12 WS 输入、PB13 CK 输入、PB15 SD 输出；AF5

DMA 引擎

DMA1 Stream4 channel0；普通模式、直接模式、内存地址递增的 16 位传输

独占中断向量

DMA1 Stream4 和 SPI2；中断源始终保持禁用，不安装 IRQ 服务

数据负载

一个平面，偏移为零，各非空行连续排列，满足 stride == row_bytes 且无填充；按先左后右顺序存放 16 位小端采样

块大小

4..131068 B，且为四的倍数；2..65534 个 DMA 半字

DMA 可访问内存

整个对齐的源数据范围必须位于主 SRAM [0x20000000, 0x20020000) 内；不允许使用 CCM

对于这种 stereo16 I2S 格式，nx_frame_layout_audio 将连续音频帧描述为行。保留这种规范布局：多帧块可以由多个连续行组成。provider 检查行非空、stride == row_bytes，并以有界计算核验 rows * row_bytes == layout.bytes，再以实际行布局取得视图。DMA 计数和结清均覆盖完整块，不存在逐行借用或逐行完成。

nx_frame_layout_t 记录存储几何布局，不配置线上格式，也不验证音频格式元数据。调用方仍须提供所声明的小端 stereo16 采样。音频布局 helper 的其他格式不会因此成为发送器支持的格式。

下面是维护的 VE 输入。ZG 输入 以相同角色选择对应的精确 Board 包。

schema = 2
board = "stm32f407ve_sky_qingchun"
backend = "baremetal"
clock = "hse8-pll168"
optimization = "Os"

[memory]
main_stack_bytes = 2048
flash_load_limit_bytes = 65536
static_ram_limit_bytes = 32768
libc_heap_bytes = 0

# Chip pin capability only; no audio PCB or external master is qualified.
[i2s2]
profile = "slave-tx-stereo16-pb12-pb13-pb15"

组件目标为 Nexus::F407I2S2SlaveTx，仅在选中已验证角色时由其 CMake 文件 定义。消费者显式链接目标，并以共享操作表和独立清零的所有者存储构造一个稳定的只读 face。Factory 查找不创建或启动音频所有者。固件所有者存储为 88 B，不包括调用方拥有的请求、流、帧和载荷存储。不创建任务、分配、队列或重放 worker。

该角色使用外部 CK/WS，不启用 PLLI2S，也不生成音频时钟。芯片 AF 能力不证明 PCB 布线。装配提供精确料号／封装身份：器件组和 Flash 容量读取不能认证 F407 或区分其物理封装。调用方必须满足 DS8626 的电压、I/O、负载及 CK/WS/SD 时序要求，并提供足够的 DMA 补充裕量。本软件不定义实测外部时钟速率，也不额外给出经过特性测定的 PCLK 与 CK 比率。

分别维护 Platform 与发送器所有权

所选正常 Platform 启动以冷复位为前提，没有其他已在运行的外设或总线主设备。它建立固定时钟和 TIM2 时间域，并在 Platform 生命周期内持有 GPIOB/DMA1 门控。时钟门控状态不能证明保留的 DMA 引擎已经复位；不支持附着到未知门控状态或正在运行的 HAL 状态。

发送器初始化要求两个共享门控已经开启。它拥有 SPI2 门控、SPI2/I2S2 模式、所选引脚字段及两个向量，直至发送器成功停止。它从不打开或撤回 GPIOB/DMA1 门控，不复位整个 DMA 控制器，也不改变相邻 stream／引脚状态。Platform 在写入前记录所尝试添加的门控，保留预先存在的门控，并在回滚失败时继续承担清理责任。

一个未设置中断屏蔽的特权任务串行执行初始化和每个方法。排除并发 Platform stop、复位／重新配置时钟／调试器写入者，以及竞争 DMA、向量或引脚的所有者。调用失败不授权复用存储。在 Platform stop 撤回其添加的门控或结束 TIM2 时间域前，先停止并 join 发送器及所有其他共享域用户，包括外部 HAL 用户。旧的绝对截止时间不能跨越 Platform stop/restart。

先接受帧，再允许主机开始

FIG-30：精确有限 I2S2 的所有权、使能握手及最终访问证明

FIG-30 是这个精确角色的参考生命周期。 实线表示必需顺序或已标明的分支；虚线表示保留责任及有界重试。其依据是下方链接的公共头文件、provider 和所选 System 实现。它不证明物理时钟持续静止或硬件资格。

  1. 在初始化和提交之前开始，持续保持 CK 为 LOW、WS 为 HIGH，直到以 acquire 语义观察到 ACTIVE。寄存器中的引脚读数只反映采样瞬间；连续的静止间隔必须由调用方协调外部主机来保证。每次正常重新启动都从左声道开始。

  2. 先成功启动 Platform，再使用地址稳定的接口对象和正值 poll_limit 初始化全新的发送器存储。初始化返回 IO 时可能仍保留清理责任；必须保持其存储有效，并调用 stop。

  3. 使用常规 stream/frame 辅助函数构建完整、连续的帧，并取得其原始 nx_frame_dma_loan_t。在当前有效 TIM2 时间纪元内，使用绝对截止时间初始化并准备请求，再将该借用赋给请求的 source。控制对象必须正确对齐、始终有效，且与池中每个槽位的完整容量范围互不重叠，包括未使用的负载尾部。

  4. 通过接口对象提交请求。拒绝接纳时，不保留任何请求或帧引用，也不会产生提交所导致的硬件效果。NX_SUCCESS 表示 ACCEPTED：该确切的完整帧借用及请求均已被借用。提供方会先发布 QUEUED，再进行请求路径中的首次读清除型 SR 观察或允许任何可能的 DMA 预取。初始化则在读取 SR 之前，单独取得相应的清理责任。

  5. 提交过程同步执行有界的就绪准备。它先写入完整的半字计数，再依次启用 DMA、TXDMAEN 和 I2SE。发布 ACTIVE 前，必须观察到 I2SE 已启用、DR 已预填充一个半字（NDTR = N - 1、TXE = 0），并在启用读回后观察到至少三个实际的 1 MHz TIM2 计数推进。BSY = 0 不是就绪准备的前提条件。CPU 轮询次数不表示经过的时间。返回时请求可能已经处于 ACTIVE 或 DRAINING；仅有 QUEUED 或 ACCEPTED 绝不允许开始提供 CK。

  6. 只有以 acquire 语义观察到 ACTIVE，才允许主机为所声明的完整立体声帧提供时钟。主机必须在需要下一个尚未提供的数据字之前停止。由同一个任务调用 service，观察完成状态、错误和截止时间到期，并推进排空。提供方不通过 IRQ 推进请求。

SR 读取会清除 UDR/FRE，因此每次请求路径中的观察都发生在接受之后，并将任何故障保留为本操作的首个错误。后续干净的读取或迟到的 DMA 完成都不能将错误变成成功。绝对截止时间覆盖整个操作，包括线上排空及最终地址／向量撤回。使能观察预算耗尽也可能产生 TIMEOUT；这不证明已经经过某个特定时长。poll_limit 限定每个观察循环，从不保证外部主机取得进展。

归还存储前证明最终访问

观察结果或阶段

所需操作与仍须承担的责任

正常的 TCIF 与 NDTR = 0

这只能证明内存计数完成。继续保留对请求和帧的借用。软件禁用 DMA 也可能在计数非零时置位 TCIF。

取消、超时或失败

保留首个错误并进入 DRAINING；任何错误或取消均报告零传输字节。

DMA 引擎撤回

清除 TXDMAEN 和 DMA EN 并完成读回确认，然后才能依据串行发送器的排空状态继续。清除失败时仍保留借用。

任何 I2SE 启用尝试

先观察到 TXE = 1，再通过另一次新的读取观察到 BSY = 0，之后才能清除 I2SE 并读回确认。即使启用写入被忽略，也仍属于一次启用尝试。

未尝试启用 I2SE

对于已被接受、但在早期设置阶段失败的请求，可以在不等待串行发送器标志的情况下证明 DMA 引擎和引用已撤回。

已证明串行发送器空闲

在之后的清理重试中保留该证明；不要再次要求已禁用的 I2S 给出 TXE。

引用撤回

清除 DMA 流配置、地址、计数和标志；撤回中断向量，并证明它们已禁用、无挂起且不处于活动状态。

所有证明均已汇合

解除提供方持有的引用，归还原始完整帧借用，然后以 release 语义发布 SETTLED，作为对请求的最终访问。

证明不足

保留处于 QUARANTINED 的存储。排空循环达到次数上限时可以返回 BUSY；超时、TC 或 DMA 计数为零都不能替代最终访问证明。

先以 acquire 观察 SETTLED，再读取终结结果或复用请求及帧存储。成功完成报告全部提交字节数。错误和取消报告零；DMA 计数不能证明串行音频字节数。复用外部观察者自身存储前，先 join 这些观察者。只要 stop 尚未关闭准入，请求成功结清后，已初始化的发送器就可接受另行准备的下一块；结清不归还其物理角色。

预填充后 CK 保持静止时，DR 无法清空。因此，取消仍保留借用，直至产品协调足够的排空时钟，实际证明 TXE 及新鲜 BSY 条件。这种错误排空可能欠载或产生部分／无效音频，不保证完整 stereo 帧。保留首个失败，之后重启只能从左声道开始。只要硬件／时间历史仍已知，就可通过同一所有者继续调用 service 或 stop，重试时钟停滞后的清理。

借用期间观察到复位、共享门控／时钟配置丢失或无效时间历史，会使本实例及其借用永久隔离。将寄存器恢复为看似复位的状态，不能证明此前的最终访问。不存在撤销该借用的复位或恢复 API。产品负责应对无法恢复的控制器／主机故障。

stop 关闭准入并请求取消。在 service 确认剩余清理已完成后，再次调用 stop。只有发送器成功停止才归还所选引脚／SPI2 模式及 SPI2 门控；共享 GPIOB/DMA1 门控仍留给 Platform 用户。失败的 stop 保留每个未结束的借用及已拥有的效果。

判断当前证据

选入 I2S2 的 VE、ZG 配置以及未选入 I2S2 的默认配置均已通过普通 ARM 构建。限定范围内的 Native 与选择测试、SDK／交付工具检查、retention 检查，以及修正后的两项调用者接口审计也均已通过。一个经移动路径的不可发布开发版 Source SDK 已通过导出、更名、验证、公共 C11 consumer 链接、所选镜像审计及再次验证；该 SDK 检查仅覆盖一个 VE 镜像。源码绑定证据记录完整镜像资源，不代表独立驱动成本。这些是部分开发证据，不能据此认定完整 v10 矩阵、clean main、正式／OCI 交付或物理 HIL 已取得资格。API 与全站构建收据，以及最终提交门禁，必须分别评估。原有严格 Wshadow 与测试夹具准备失败记录继续保留，并与功能 TDD 分列。

正常公共消费者源码为 f407-i2s2-slave-tx.c。它链接公共构造和完整帧所有权路径；链接不会执行这些调用。它不是外部时钟源，也不是已完成的硬件教程。不宣称已执行物理运行或获得有效音频结果。连续 DBM、无间隙重放、SAI/PDM、其他格式／引脚／料号／后端及物理 HIL 在 IO-41 下仍开放。

硬件顺序遵循 RM0090 Rev22 第 28.4.6–28.4.8 节及第 10.3.13–10.3.14 节，同时以 DS8626 的电气要求及锁定的 ES0182 适用范围为约束。不以仅适用于 SPI 的 BSY 勘误规避方法替代 I2S 停止顺序。来源身份维护于 F407 参考清单。

参见公共合同、真实 provider、所选 System 生命周期、帧所有权合同及资格边界。