Audio Codec

最新推荐文章于 2025-07-19 23:27:22 发布

gbmaotai

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分类专栏： Linux

本文链接：https://blog.youkuaiyun.com/gbmaotai/article/details/82224356

本文详细介绍了移动设备中音频Codec的四大功能：D/A和A/D转换、音频通路控制及信号处理。同时，深入讲解了ALSA（ASoC）体系在嵌入式设备中的应用，包括Machine、Platform和Codec三大部分的驱动，以及它们在音频系统中的角色和相互关系。

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这里写图片描述

在移动设备中，Codec的作用可以归结为4种，分别是：

1.对PCM等信号进行D/A转换，把数字的音频信号转换为模拟信号

2.对Mic、Linein或者其他输入源的模拟信号进行A/D转换，把模拟的声音信号转变CPU能够处理的数字信号

3.对音频通路进行控制，比如播放音乐，收听调频收音机，又或者接听电话时，音频信号在codec内的流通路线是不一样的

4.对音频信号做出相应的处理，例如音量控制，功率放大，EQ控制等等

移动设备中的ALSA（ASoC）

ASoC–ALSA System on Chip ，是为了更好地支持嵌入式处理器和移动设备中的音频Codec的一套软件体系。ASoC不能单独存在，它建立在标准ALSA驱动之上，必须和标准的ALSA驱动框架相结合才能工作。

Machine

是指某一款机器,可以是某款设备,某款开发板,又或者是某款智能手机,由此可以看出Machine几乎是不可重用的,每个Machine上的硬件实现可能都不一样,CPU不一样,Codec不一样,音频的输入、输出设备也不一样,Machine为CPU、Codec、输入输出设备提供了一个载体.

Platform (Soc)

一般是指某一个SoC平台,比如pxaxxx,s3cxxxx,omapxxx等等,与音频相关的通常包含该SoC中的时钟、DMA、I2S、PCM等等,只要指定了SoC,那么我们可以认为它会有一个对应的Platform,它只与SoC相关,与Machine无关,这样我们就可以把Platform抽象出来,使得同一款SoC不用做任何的改动,就可以用在不同的Machine中.实际上,把Platform认为是某个SoC更好理解.

Codec

字面上的意思就是编解码器,Codec里面包含了I2S接口、D/A、A/D、Mixer、PA(功放),通常包含多种输入(Mic、Line-in、I2S、PCM)和多个输出(耳机、喇叭、听筒,Line-out),Codec和Platform一样,是可重用的部件,同一个Codec可以被不同的Machine使用.嵌入式Codec通常通过I2C对内部的寄存器进行控制.

在软件层面， ASoC也把嵌入式设备的音频系统同样分为3大部分， Machine， Platform和Codec

Machine驱动：

跟单板相关，绑定Platform和Codec驱动，即表明使用的是哪个Platform，哪个CPU DAI、DMA、Codec和Codec DAI。

Platform驱动：

它包含了该SoC平台的音频DMA和音频接口DAI的配置和控制（ I2S， PCM等等）, (DAI: Digital Audio Interface)

Codec驱动：

它包含了一些音频的控件（ Controls），音频接口， DAMP（动态音频电源管理）的定义和某些Codec IO功能。所有的Codec驱动都要提供以下特性：
Codec DAI 和 PCM的配置信息；
Codec的IO控制方式（ I2C， SPI等）；
Mixer和其他的音频控件；
Codec的ALSA音频操作接口；

ASoC把声卡实现为一个Platform Device,然后利用Platform_device结构中的dev字段:dev.drvdata,它实际上指向一个snd_soc_device结构.可以认为snd_soc_device是整个ASoC数据结构的根本,

snd_soc_device结构引出了snd_soc_card
snd_soc_card又引出了snd_soc_platform、snd_soc_dai_link和snd_soc_codec结构
,
**snd_soc_card代表着Machine驱动,
snd_soc_platform则代表着Platform驱动,
snd_soc_codec和soc_codec_device则代表了Codec驱动,**

而snd_soc_dai_link则负责连接Platform和Codec.

ASoC架构中的Machine

Machine驱动，结构alc5623_card，里面包含dai_link。

Machine驱动在一个重要的数据结构snd_soc_dai_link中，指定了Platform、 Codec、 codec_dai、 cpu_dai的名字，稍后Machine驱动将会利用这些名字去匹配已经在系统中注册的platform， codec， dai，这些注册的部件都是在另外相应的Platform驱动和Codec驱动的代码文件中定义的，这样看来， Machine驱动的设备初始化代码无非就是选择合适Platform和Codec以及dai，用他们填充以上几个数据结构，然后注册Platform设备即可。

ASoC的platform_driver在以下文件中定义：sound/soc/soc-core.c。
ASoC定义了三个全局的链表头变量：codec_list、dai_list、platform_list，系统中所有的Codec、DAI、Platform都在注册时连接到这三个全局链表上

platform总线会匹配这两个名字相同的device和driver，同时会触发soc_probe( alc5623_probe())的调用，它正是整个ASoC驱动初始化的入口。
在soc_probe函数中会完成以下任务：
调用标准的alsa函数创建声卡实例 (定义 alc5623_card ,注册 snd_soc_register_card))
挨个调用了codec， dai和platform驱动的probe函数
调用了soc_new_pcm()函数用于创建标准alsa驱动的pcm逻辑设备
最后则是调用标准alsa驱动的声卡注册函数对声卡进行注册

static struct snd_soc_dai_link alc5623_dai_link = {
    .name           = "ASOC-alc5623",
    .stream_name    = "alc5623 HiFi",
    .cpu_dai_name   = DEV_NAME_I2S,         /* nxp_snd_i2s_driver name */
    .platform_name  = DEV_NAME_PCM,         /* nxp_snd_pcm_driver name */
    .codec_dai_name = "alc5621-hifi",       /* alc5623_dai's name */
    .codec_name     = "alc562x-codec.0-001a",       /* alc5623_i2c_driver name + '.' + bus + '-' + address(7bit) */
    .ops            = &alc5623_ops,
    .symmetric_rates = 1,