Android 音頻系統 1 -- codec

0. 專用術語

1. 物理結構

2. 系統架構

 


本文基於Freescale IMX平臺Codec ALC5625爲例。

0. 專用術語

 ASLA - Advanced Sound Linux Architecture

 OSS - 以前的Linux音頻體系結構,被ASLA取代併兼容

 Codec - Coder/Decoder

 I2S/PCM/AC97 - Codec與CPU間音頻的通信協議/接口/總線

 DAI - Digital Audio Interface 其實就是I2S/PCM/AC97

 DAC - Digit to Analog Conversion

 ADC - Analog to Digit Conversion

 DSP - Digital Signal Processor

 Mixer - 混音器,將來自不同通道的幾種音頻模擬信號混合成一種模擬信號

 Mute - 消音,屏蔽信號通道

 PCM - Pulse Code Modulation 一種從音頻模擬信號轉換成數字信號的技術,區別於PCM音頻通信協議

 採樣頻率 - ADC的頻率,每秒採樣的次數,典型值如44.1KHZ

 量化精度 - 比如24bit,就是將音頻模擬信號按照2的24次方進行等分

 SSI - Serial Sound Interface

 DAPM - Dynamic Audio Power Management

 

1. 物理結構

 音頻編解碼器Codec 負責處理音頻信息,包括ADC,DAC,Mixer,DSP,輸入輸出以及音量控制等所有與音頻相關的功能。

 Codec與處理器之間通過I2C總線 和 數字音頻接口DAI(IIS)進行通信。

 I2C總線 - cpu通過它 實現對Codec寄存器數據的讀寫。

 DAI(IIS) - 實現音頻數據在CPU和Codec間的通信。

以Codec作爲研究對象,它的輸入有Mic(Microphone),PhoneIn電話信號等,輸出有耳機HP(HeadPhone),揚聲器Speaker和PhoneOut電話信號。另外需要注意在Codec與CPU端間也有音頻數字信號的輸入輸出。

1) 播放音樂

 

2) 錄音

 

3) 電話

--- 打電話 ---                                                           --- 接聽---

   

4) 通過藍牙打電話

--- 打電話 ---                                                           --- 接聽---   

 

  

 

 2. 系統架構

  Android的音頻系統擁有一個比較標準和健全的架構,從上層應用,java framework服務AudioMananger,本地服務AudioFlinger,抽象層AlsaHAL,本地庫,再調用external的Alsa-lib外部支持庫,最後到底層驅動的codec,可謂"五臟俱全"。

 以系統啓動AuidoFlinger爲例,簡要窺探Alsa Sound的組織架構。

Java服務AudioManager作爲服務端,本地服務AudioFlinger作爲客戶端,兩者通過Binder機制交互。AudioFlinger對硬件功能的具體實現(比如setMode設置電話/藍牙/錄音等模式)交給硬件抽象層AlsaHAL完成。抽象層可以調用本地標準接口,比如mASLADevice->route,或者直接調用Alsa-lib庫去操作底層驅動。

 

 Linux的音頻驅動結構相對複雜,源碼位於內核目錄下的/sound/soc/,其中/codec文件夾下存放與平臺無關的編解碼器驅動,/imx文件夾下存放於freescale imx平臺相關的音頻驅動,主要可分爲SSI驅動和DAI驅動。

以聲卡驅動的數據結構爲切入點分析,

1) struct snd_soc_codec - 由與平臺無關的codec驅動實現。

2) struct snd_soc_platform - 由與imx平臺相關的DAI驅動實現,主要實現了音頻數據的DMA傳輸功能。

3) struct snd_soc_dai_link - 將平臺相關的DAI與平臺無關的codec聯繫起來。

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