1.嵌入式音频系统硬件连接

下图所示的嵌入式设备使用IIS将音频数据发送给编解码器。对编解码器的I/O寄存器的编程通过IIC总线进行。

2.音频体系结构-ALSA

ALSA是Advanced Linux Sound Architecture 的缩写，目前已经成为了linux的主流音频体系结构

在内核设备驱动层，ALSA提供了alsa-driver，同时在应用层，ALSA为我们提供了alsa-lib，应用程序只要调用alsa-lib提供的API，即可以完成对底层音频硬件的控制。

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3.ALSA设备文件

ALSA驱动核心会创建和管理一些设备节点，比如：

/dev/snd/controlC0: 一个控制结点，（应用程序用它来控制声卡，例如通道选择，音量的控制等）

/dev/snd/pcmC0D0p:用于播放的pcm设备

/dev/snd/pcmC0D0c:用于录音的pcm设备

C0D0代表的是声卡0中的设备0，最后一个c代表capture，最后一个p代表playback。

4.声卡的建立流程

第一步，创建snd_card的一个实例

snd_card可以说是整个ALSA音频驱动最顶层的一个结构，整个声卡的软件逻辑结构开始于该结构，几乎所有与声音相关的逻辑设备都是在snd_card的管理之下.

第二步，创建声卡的功能部件（逻辑设备），例如PCM， Mixer等,并将逻辑设备与步骤一创建的声卡绑定

通常， alsa-driver的已经提供了一些常用的部件的创建函数，PCM ---- snd_pcm_new()、CONTROL -- snd_ctl_create()

第三步，将声卡注册进ALSA框架

经过以上的创建步骤之后，声卡的逻辑结构如下图所示：

5.PCM设备的创建

对于一个pcm设备，可以生成两个设备文件，一个用于playback，一个用于capture，代码中也确定了他们的命名规则：

playback -- pcmCxDxp，通常系统中只有一个声卡和一个pcm，它就是pcmC0D0p

capture -- pcmCxDxc，通常系统中只有一个声卡和一个pcm，它就是pcmC0D0c

新建一个pcm设备的过程：

snd_card_create ，pcm是声卡下的一个设备（部件），所以第一步是要创建一个声卡

snd_pcm_new， 调用该api创建一个pcm，在该api中会做以下事情：

建立playback stream，相应的substream也同时建立

建立capture stream，相应的substream也同时建立

调用snd_device_new()把该pcm挂到声卡中，参数ops中的dev_register字段指向了函数snd_pcm_dev_register，这个回调函数会在声卡的注册阶段被调用

snd_pcm_set_ops， 设置操作该pcm的控制/操作接口函数，参数中的snd_pcm_ops结构中的函数通常就是我们驱动要实现的函数

snd_card_register 注册声卡，在这个阶段会遍历声卡下的所有逻辑设备，并且调用各设备的注册回调函数，对于pcm，就是第二步提到的snd_pcm_dev_register函数，该回调函数建立了和用户空间应用程序（ alsa-lib）通信所用的设备文件节点:/dev/snd/pcmCxxDxxp和/dev/snd/pcmCxxDxxc

6.Control设备的创建

Control设备和PCM设备一样，都属于声卡下的逻辑设备。用户空间的应用程序通过alsa-lib访问该Control设备，读取或设置control的状态，从而达到控制音频Codec进行各种Mixer等控制操作。

要自定义一个Control，我们首先要定义3各回调函数：info，get和put。然后，定义一个snd_kcontrol_new结构：

static struct snd_kcontrol_new my_control __devinitdata = {

.iface = SNDRV_CTL_ELEM_IFACE_MIXER,

.name = "PCM Playback Switch",

.index = 0,

.access = SNDRV_CTL_ELEM_ACCESS_READWRITE,

.private_value = 0xffff,

.info = my_control_info,

.get = my_control_get,

.put = my_control_put

};

7.音频数据的dma操作

soc-platform驱动的最主要功能就是要完成音频数据的传送，大多数情况下，音频数据都是通过dma来完成的

申请dma buffer

在声卡的建立阶段，pcm_new回调函数会被调用，函数进一步为playback和capture分别调用preallocate_dma_buffer函数分配dma内存，然后完成substream->dma_buffer的初始化赋值工作

在声卡的hw_params阶段， snd_soc_platform_driver结构的ops->hw_params会被调用，在该回调用，通常会使用api： snd_pcm_set_runtime_buffer()把substream->dma_buffer的数值拷贝到substream->runtime的相关字段中（ .dma_area, .dma_addr, .dma_bytes），这样以后就可以通过substream->runtime获得这些地址和大小信息了。

dma buffer获得后，即是获得了dma操作的源地址，那么目的地址在哪里？其实目的地址当然是在dai中，也就是前面介绍的snd_soc_dai结构的playback_dma_data和capture_dma_data字段中，而这两个字段的值也是在hw_params阶段，由snd_soc_dai_driver结构的ops->hw_params回调，利用api： snd_soc_dai_set_dma_data进行设置的。紧随其后， snd_soc_platform_driver结构的ops->hw_params回调利用api： snd_soc_dai_get_dma_data获得这些dai的dma信息，其中就包括了dma的目的地址信息。这些dma信息通常还会被保存在substream->runtime->private_data中，以便在substream的整个生命周期中可以随时获得这些信息，从而完成对dma的配置和操作

dma buffer管理

播放时，应用程序把音频数据源源不断地写入dma buffer中，然后相应platform的dma操作则不停地从该buffer中取出数据，经dai送往codec中。录音时则正好相反， codec源源不断地把A/D转换好的音频数据经过dai送入dmabuffer中，而应用程序则不断地从该buffer中读走音频数据。

发布于：湖南省