Android 音頻系統[相當好zz]

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0. 專用術語

1. 物理結構

2. 系統架構

 

本文基於Freescale IMX平台Codec ALC5625為例。

0. 專用術語

 ASLA - Advanced Sound Linux Architecture

 OSS - 以前的Linux音頻體繫結構，被ASLA取代併兼容

 Codec - Coder/Decoder

 I2S/PCM/AC97 - Codec與CPU間音訊通訊協定/介面/匯流排

 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類比訊號混合成一種類比訊號

 Mute - 消音，屏蔽訊號通道

 PCM - Pulse Code Modulation 一種從音頻類比訊號轉換成數字訊號的技術，區別於PCM音頻通訊協定

 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，就是將音頻類比訊號按照2的24次方進行等分

 SSI - Serial Sound Interface

 DAPM - Dynamic Audio Power Management

 

1. 物理結構

 音訊轉碼器Codec負責處理音頻資訊，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匯流排和數字音頻介面DAI進行通訊。

 I2C匯流排 - 實現對Codec寄存器資料的讀寫。

 DAI - 實現音頻資料在CPU和Codec間的通訊。

以Codec作為研究對象，它的輸入有Mic(Microphone),PhoneIn電話訊號等，輸出有耳機HP(HeadPhone)，擴音器Speaker和PhoneOut電話訊號。另外需要注意在Codec與CPU端間也有音頻數字訊號的輸入輸出。

1) 播放音樂

 

2) 錄音

 

3) 電話

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

   

4) 通過藍芽打電話

--- 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外部支援庫，最後到底層驅動的codec，可謂"五髒俱全"。

 以系統啟動AuidoFlinger為例，簡要窺探Alsa Sound的組織架構。

Java服務AudioManager作為服務端，本地服務AudioFlinger作為用戶端，兩者通過Binder機制互動。 AudioFlinger對硬體功能的具體實現(比如setMode設定電話/藍芽/錄音等模式)交給硬體抽象層AlsaHAL完成。抽象層可以調用本地 標準介面，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，源碼位於核心目錄下的/sound/soc/，其中/codec檔案夾下存放與平台無關的轉碼器驅動，/imx檔案夾下存放於freescale imx平台相關的音頻驅動，主要可分為SSI驅動和DAI驅動。

以音效卡驅動的資料結構為切入點分析，

1) struct snd_soc_codec - 由與平台無關的codec驅動實現。

2) struct snd_soc_platform - 由與imx平台相關的DAI驅動實現，主要實現了音頻資料的DMA傳輸功能。

3) struct snd_soc_dai_link - 將平台相關的DAI與平台無關的codec聯絡起來。