海思HI35XX之----音頻模組使用總結

        AUDIO 模組包括音頻輸入、音訊輸出、音頻編碼、音頻解碼四個子模組。音頻輸入和

        輸出模組通過對 Hi35xx 晶片 SIO 介面的控制實現音頻輸入輸出功能。音頻編碼和解碼模組提供對 G711、G726、ADPCM 格式的音頻編解碼功能，並支援錄製和播放 LPCM格式的原始音頻檔案。

        音頻輸入輸出介面 SIO（Sonic Input/Output），用於和 Audio Codec 對接，完成聲音的錄製和播放。

        對每個 SIO 介面的音頻輸入和音訊輸出功能，軟體分別用 AI 和 AO 兩個模組來管理，稱之為 AI 裝置和 AO 裝置，並按照 SIO 序號為其編號。例如與 SIO0 介面對應的軟體裝置分別為 AiDev0 和 AoDev0。

        HI3518錄音和播放原理：

        錄音：原始音頻訊號以類比訊號的形式給出後，通過 Audio Codec，按一定採樣率和採樣精度轉換為數字訊號。 Audio Codec 以 I2S 時序或 PCM 時序的方式，將數字訊號傳輸給SIO 介面，SIO 支援多工接收模式。Hi35xx 晶片利用 DMAC 將 SIO 介面中的音頻資料儲存到記憶體中，完成錄音操作。

        播放：Hi35xx 晶片利用 DMAC 將記憶體中的資料轉送到 SIO 介面。SIO 介面通過 I2S 時序或 PCM 時序向 Audio CODEC 發送資料。Audio Codec 完成數字訊號到類比訊號的轉換過程，並輸出類比訊號。

        Hi35xx音頻部分的編碼類別型 G711、G726、ADPCM_DVI4 與 ADPCM_ORG_DVI4是使用寫入程式碼，ADPCM_IMA 是使用 CPU 軟體解碼，其中 Hi3518/Hi3516C 晶片沒有硬體編碼模組，所有的編碼方式都使用軟體編碼；而所有的解碼功能基於獨立封裝的海思音頻編解碼庫，核心解碼器工作在使用者態，使用 CPU 軟體解碼。SDK 支援通過 SYS模組的綁定介面，將一個 AI 通道綁定到 AENC 通道，實現錄音編碼功能；也可以將一個 ADEC 通道綁定到 AO 通道，實現解碼播放功能。

        使用海思語音編解碼庫進行 G711、G726、ADPCM 格式的編碼，編碼後的碼流遵循以下表格中描述的幀結構，即在每幀碼流資料的淨荷資料之前填充有 4 個位元組的幀頭；使用語音編解碼庫進行以上格式的解碼時，需要讀取相應的幀頭資訊。

             

      這4個位元組的幀頭內容即為如下數組中的值：

            static char aryHeard[4] = {0,1,160,0}; //hisi audio header

       利用ACODEC庫進行音頻解碼播放時，每發送一包音頻資料到解碼通道前，都必須先把這個數組中的內容組合到包的頭部位置，否則解碼出錯。

    G711、G726、ADPCM編碼協議的採樣率均為8KHz。

        其中，Hi3518/Hi3516C 使用內部 audio codec。Hi3518A/Hi3516C 支援雙聲道，左右聲道輸入，左右聲道輸出。Hi3518C 只支援單聲道，左聲道輸入、左聲道輸出。

        音頻 AI 和 AO 支援的最大通道數為 16 通道(其中 Hi3518/Hi3516C 晶片受內建 codec 限制，只支援 2 通道)，且配置 AI 和 AO 裝置時需要將通道配置為偶數。

        Hi3518/Hi3516C 只支援 16bit 位寬。

        Hi3518A/Hi3518C/Hi3516C 提供一個內建的 Audio Codec，並在晶片內部對接到 SIO0介面，即 SIO0 介面只能通過內建的 Audio Codec 完成聲音的播放及錄製。因為 AudioCodec 不能發送同步時鐘，所以 SIO0 介面只能配置為 I2S 時序的主模式（MASTER）。使用者需要正確配置 SIO0 和 Audio Codec 對接時序才可接收或發送音頻資料。

        Audio Codec 分為類比部分和數字部分。類比部分可以通過類比混音（MICPGA）選擇由麥克風輸入(MICIN) 或線性輸入（LINEIN），類比混音支援感度調整。數字部分有 ADC 和 DAC，完成類比訊號和數字訊號之間的轉換，並且可分別調節音量。使用者在進行音量大小時，可綜合類比部分和數字部分的音量大小，建議優先調節類比部分音量。

        Audio Codec 支援去加重濾波、pop 音抑制和高通濾波，並預設開啟這些功能。

        Audio Codec 的使用者態介面以 ioctl 形式體現，其形式如下：

                int ioctl (int fd,

                unsigned long cmd,

                ……

                );

       該函數是 Linux 標準介面，具備可變參數特性。但在 Audio Codec 中，實際只需要 3 個參數。因此，其文法形式等同於：

                int ioctl (int fd，

                unsigned long cmd，

                CMD_DATA_TYPE *cmddata)；

         其中，CMD_DATA_TYPE 隨參數 cmd 的變化而變化。

        

         綜上所述，HI3518C音頻子系統初始化時應該作以下軟體配置：

        音頻編碼錄製流程：

            1、音頻輸入屬性（見AIO_ATTR_S結構體）；

            2、配置音頻編碼、解碼模組（ACODEC）；

            3、設定AI裝置屬性；啟用AI裝置；啟用AI通道；（啟用AI雜訊抑制、啟用AI重採樣，此兩項可選。）；

            4、根據音頻編碼協議建立音頻編碼通道；

            5、綁定音頻編碼通道到音頻輸入通道；

            6、HI_MPI_AENC_GetFd(AENC_CHN AeChn)擷取音頻編碼通道的Fd；

            7、HI_MPI_AENC_GetStream從編碼通道擷取編碼之後的音頻資料；

            8、使用者儲存或者轉寄此資料。

        音頻解碼播放流程：

            1、音訊輸出屬性（見AIO_ATTR_S結構體）初始化；

            2、配置音頻編碼、解碼模組（ACODEC）；

            3、根據音頻編碼協議建立音頻解碼通道；

            4、設定AO裝置屬性；啟用AO裝置；啟用 AO通道（啟用AO重採樣，此項可選）；

            5、綁定音訊輸出通道到音頻解碼通道；

            6、向每包待發送的音頻資料頭添加4位元組的海思音頻協議頭；

            7、HI_MPI_ADEC_SendStream向音頻解碼通道發送組合之後的音頻資料包；

            8、播放聲音。

         

         Hi35xx SIO 支援擴充的多路接收的 I2S 及 PCM 介面時序，對接 CODEC 的時序模式選擇、同步時鐘、採樣位寬等配置必須與 Hi35xx SIO 的配置保持一致，否則可能採集不到正確的資料。上面代碼中AUDIO_POINT_NUM = 320，則通過調用口HI_MPI_AENC_GetStream從音頻編碼通道擷取到的每包音頻資料大小都為324位元組（320位元組的淨荷資料+4位元組海思音頻資料頭），使用ACODEC進行解碼播放時，每次調用HI_MPI_ADEC_SendStream將音頻資料發往音頻解碼通道時，資料長度也必須是324位元組（320位元組的淨荷資料+4位元組海思音頻資料頭）。

 

         在音頻初始化配置完畢後，需要首先對ACODEC模組進行配置，在配置ACODEC模組時，注意：

         1、要把MICIN靜音（MUTE）功能關閉。

             

         2、輸入裝置選用LINEIN。

          此處我有一點疑惑，裝置的輸入明明接的是MIC，我一開始也是未加思索就選擇MICIN來進行配置ACODEC的，但是音頻編碼流程完畢後擷取到的音頻資料播放時只有“沙沙沙”的背景音，聽不到話筒端的說話聲音，糾結了兩天，其它各項參數確定沒有問題了，嘗試著把MICIN改為LINEIN，聲音OK，無語。。。。。。

 

         目前聽到的採集到的聲音和解碼播放的聲音都很清晰，只是有點小，後續再嘗試通過ioctl及相應的ACODEC模組給出的各種感度調整命令來調整音頻監聽與對講的音量大小。。。。。。