原文链接:
https://blog.csdn.net/u012899335/article/details/82421115
https://blog.csdn.net/ly601579033/article/details/85112365
https://blog.csdn.net/RadianceBlau/article/details/64125411
https://blog.csdn.net/kangear/article/details/38139669
由于ALSA(Advanced Linux Sound Architecture)架构太过于庞大,对于嵌入式设备而言很多功能用不到,且会增加功耗,所以Android采用了精简后的tinyalsa。ALSA在内核驱动层提供了alsa-driver,在应用层提供了alsa-lib,应用程序只需要调用alsa-lib提供的API就可以完成对底层硬件的操作。Android中使用tinyalsa控制管理所有模式的音频通路,我们也可以使用tinyalsa提供的工具进行查看、调试。tinyalsa相关的底层调试工具常用的有 tinypcminfo ,tinymix,tinyplay,tinycap,下面分别介绍他们的使用方法。
相关概念:
Sample:样本长度,音频数据最基本的单位,常见的有8位和16位。
Channel:声道数,分为单声道mono和立体声stereo。
Frame:帧,构成一个完整的声音单元,Frame = Sample * channel。
Rate:又称Sample rate,采样率,即每秒的采样次数,针对帧而言。
Interleaved:交错模式,一种音频数据的记录方式,在交错模式下,数据以连续桢的形式存放,即首先记录完桢1的左声道样本和右声道样本(假设为立体声),再开始桢2的记录。而在非交错模式下,首先记录的是一个周期内所有桢的左声道样本,再记录右声道样本,数据是以连续通道的方式存储。多数情况下使用交错模式。
Period size:周期,每次硬件中断处理音频数据的帧数,对于音频设备的数据读写,以此为单位。
Buffer size:数据缓冲区大小,这里特指runtime的buffer size,而不是snd_pcm_hardware定义的buffer_bytes_max。一般来说Buffer size =period_size * period_count,period_count相当于处理完一个buffer数据所需的硬件中断次数。
tinymix
tinymix可以查看系统的音频控件,可直接执行tinymix进行查看。
hello_world:/ # tinymix -D 0
Mixer name: 'AML-TVAUDIO'
Number of controls: 5
ctl type num name value
0 INT 2 PGA IN Gain 9 9
1 INT 2 ADC Digital Capture Volume 80 80
2 INT 1 AMP Master Volume 175
3 INT 1 AMP Ch1 Volume 255
4 INT 1 AMP Ch2 Volume 255
Tinymix有五个成员变量
1,ctl 成员的id号
2,type 类型( INT,BOOL,ENUM字串形式,BYTE 八位十六进制数组)
3,num num_value(第五个成员value的个数有几个)
4,name
5,value
实现的源码可以参考: exteral/tinyalsa/tinymix.c
实现过程:
mixer = mixer_open(card); //通过声卡得到mixer
获取状态信息方法:
// 通过id或者name获取mixer_ctl
struct mixer_ctl *mixer_get_ctl(struct mixer *mixer, unsigned int id)
struct mixer_ctl *mixer_get_ctl_by_name(struct mixer *mixer, const char *name)
// 获取name, type, num_values(value的个数)
name = mixer_ctl_get_name(ctl);
type = mixer_ctl_get_type_string(ctl);
num_values = mixer_ctl_get_num_values(ctl);
//获取value
int mixer_ctl_get_value(struct mixer_ctl *ctl, unsigned int id) //获取整型 or BOOL类型
//获取enums个数; 获取enum字串
unsigned int mixer_ctl_get_num_enums(struct mixer_ctl *ctl);
const char *mixer_ctl_get_enum_string(struct mixer_ctl *ctl, unsigned int enum_id);
int mixer_ctl_get_array(struct mixer_ctl *ctl, void *array, size_t count) //获取BYTE
//set value
int mixer_ctl_set_array(struct mixer_ctl *ctl, const void *array, size_t count) //set BYTE
int mixer_ctl_set_value(struct mixer_ctl *ctl, unsigned int id, int value) //set value
int mixer_ctl_set_enum_by_string(struct mixer_ctl *ctl, const char *string) //set enum
驱动中增加tinymix的控制选项一般在codec中进行:
soc_codec_driver->component_driver->controls
对snd_kcontrol_new结构进行填充即可!
tinymix更多的作用的是用来手动设置控件的值,控件可通过tinymix查看,或者通过mixer_paths.xml进行查看。下面以手动设置speaker相关控件为例进行说明tinymix的使用方法:
mixer_paths.xml文件中speaker相关控件如下:
<path name="speaker">
<ctl name="RX3 MIX1 INP1" value="RX1" />
<ctl name="LINE_OUT" value="Switch" />
<ctl name="SPK" value="Switch" />
</path>
下面以手动设置speaker相关控件为例进行说明tinymix的使用方法,如下,第一个参数为控件名,第二个参数为控件值
tinymix "RX3 MIX1 INP1" "RX1"
tinymix "LINE_OUT" "Switch"
tinymix "SPK" "Switch"
tinymix加控件名可以查看控件的值,如想查看"LINE_OUT"的值,可执行tinymix "LINE_OUT"
tinyplay
tinyplay file.wav [-D card] [-d device] [-p period_size] [-n n_periods]
可以使用tinyplay直接进行播放wav格式文件,在播放之前需要先使用tinymix进行相关控件的设置,下面以speaker为例进行说明,注意最后一行需要加上,代表打开I2S的播放控件。
tinymix "RX3 MIX1 INP1" "RX1"
tinymix "LINE_OUT" "Switch"
tinymix "SPK" "Switch"
tinymix "PRI_MI2S_RX Audio Mixer MultiMedia5" "1"
设置好上面控件后,执行tinypaly xxx.wav即可进行音频的播放
tinycap
Usage: tinycap file.wav [-D card] [-d device] [-c channels] [-r rate] [-b bits] [-p period_size] [-n n_periods] [-T capture time]
-D card 声卡
-d device 设备
-c channels 通道
-r rate 采样率
-b bits pcm 位宽
-p period_size 一次中断的帧数
-n n_periods 周期数
tinycap是用来录音的,使用之前也需要先设置录音相关的控件,以主mix为例进行过说明,注意最后一行是打开I2S的录音控件
tinymix "ADC1 Volume" "6"
tinymix "DEC1 MUX" "ADC1"
tinymix "IIR1 INP1 MUX" "DEC1"
tinymix "MultiMedia1 Mixer TERT_MI2S_TX" "1"
设置好上面控件后,执行tinycap xxx.wav即可以将音频录制到xxx.wav中,Ctrl+C停止录音。
注意,最好使用linux进行测试,使用windows的话,可能没法正常录音。
例子: tinycap /sdcard/test.pcm -D 0 -d 0 -c 4 -r 48000 -b 32 -p 768 -n 10
声卡0;设备0;四通道;48K采样率;32位位宽;一帧数据存储大小;采样n次
编译tinyalsa后生成四个小工具:
tinymix
tinyplay
tinycap
tinypcminfo
编译命令:mmm external/tinyalsa/
下面依次演示一下四个小工具的使用:(以下使用联芯科技的LC1860平台配合LC1160电源+音频芯片,截图及演示效果均来自M7301P5测试机)
1, tinypcminfo
tinypcminfo用于查看pcm通道的相关信息
输入:
tinypcminfo -D /proc/asound/cards
结果如下:
从上面获得的信息中可以知道PCM的采样率,通道个数,采样点数等信息。
其中 –D 后边跟的参数为声卡文件,一般位于/proc/asound/cards。可以使用
cat /proc/asound/cards
查看当前声卡
2, tinymix
如下图所示,直接输入tinymix可以得到音频通路相关的各项配置参数。也可以通过添加参数修改其中的配置,如希望提高ADC1 Gain值到110,输入tinymix 12 110即可。
单独查看上述信息比较难以梳理,配合音频通路图会更加清晰。
上图中红色字体标明了LC1160与麦克风、耳机等硬件设备的连接关系。(注:M73xx项目由于内部ClassD不满足要求,喇叭连在了AUX通路上)
各个通路上的增益调节部分使用绿色字体标出了与tinymix中选项的对应关系。
图中加号与Mux是通路选择开关,对应tinymix中的其它的选项,用于在各种模式下切换音频通道。此部分比较多没有在图中一一标出,但根据已知的通路名是比较容易对应的。
图中黄色箭头标出的是通话时下行音频数据流,从PCM接口进入到LC1160,然后经过MonoDAC进行数模转化后送到听筒。
图中紫色箭头标出的是通话时上行音频数据流,从主MIC采集声音后,经过ADC1进行模数转换后由PMC的DO线送出
关于tinymix小结:
通过观察发现,Android系统的声音音量的调节并没有直接使用tinyalsa,而基于上层软件实现,因为无论上层音量怎么改变,这里看到的都是24(以我采用的设备为例)。通道的切换是真正使用了tinyalsa,当通过不同通道播放音乐的时候可以实时观察到通道的切换。在某个网站上看到Android在没有声音播放的3秒后会关闭alsa,这里也得到了证实,我以前认为Android系统会永久占用音频设备。
当通过蓝牙播放音乐的时候,已经不经过alsa了。tinymix查看得到都处于关闭状态,因为Android4.2的蓝牙协议全部在用户层实现了,直接走uart通道。这样的设计方式一时半会不能理解。
3, tinyplay
tinyplay是一个简易的音乐播放器,一般用于播放测试。tinyplay只能播放wav原始格式的音乐,不能进行Mp3等格式的解码,支持44.1kHz,48kHz采样率的wav音乐。
在调用tinyplay播放音乐之前需要先使用tinymix切换好音频通路:
tinymix 0 I2SR //选择Stereo DACR的音源为i2s
tinymix 1 I2SL //选择Stereo DACL的音源为i2s
tinymix 2 0 0 //将Stereo DAC左右声道的mute关闭
tinymix 24 1 //开启喇叭的外部PA芯片
tinymix 40 1 //将Stereo DACR的声音路由到AUX口输出(因为实验机器喇叭挂载AUX接口上)
tinymix 41 1 //将Stereo DACR的声音路由到AUX口输出(因为实验机器喇叭挂载AUX接口上)
tinyplay z.wav
4, tinycap
tinycap是一个简易的录音软件,一般用于录音测试。
在调用tinycap录音之前需要先调整好音频通路:
tinymix 14 30 //mic1 volume
tinymix 19 1 //mic1 boost on
tinymix 26 1 //adc1 -> mic1
tinymix 50 ADC1 //i2sR out -> adc1
tinymix 51 ADC1 //i2sL out -> adc2
echo "0xfb 0x01" > /sys/devices/platform/comip_codec/lc1160_reg //bias poweron
echo "0xad 0x08" > /sys/devices/platform/comip_codec/lc1160_reg //adc1 enable
echo "0xac 0x01" > /sys/devices/platform/comip_codec/lc1160_reg //mic1 pga enable
echo "0x3b 0xcc" > /sys/devices/platform/comip_codec/lc1160_reg //ldo
echo 2 > /sys/bus/i2c/drivers/fm2018/0-0060/mode //bypass 外部的回声消除音频芯片(M730x项目特有)
tinycap /sdcard/Music/l.wav
录音结束通过ctrl+C强行退出即可,之后在/sdcard/Music/路径下查看到l.wav音频文件
使用adb pull到本地电脑中,使用goldwave播放、查看。
adb pull /sdcard/Music/l.wav d:\
另外:
LC1160的寄存器是分页的,即同一个地址上存在两个不同含义的寄存器,通过控制0xFC寄存器中的值来切换到第二功能页
echo "0xfc 0x01" > /sys/devices/platform/comip_codec/lc1160_reg
cat /sys/devices/platform/comip_codec/lc1160_reg
echo "0xfc 0x00" > /sys/devices/platform/comip_codec/lc1160_reg