嵌入式linux ASoC架构声卡驱动开发

嵌入式linux ASoC架构声卡驱动开发

需求分析

基于linux操作系统，使用ASoC框架，将系统中的音频文件从扬声器中播放出来。

首先，各种格式的音频文件，mp3,wav,FLAC,都是将模拟量以一定的规范进行了编码，才能保存下来的，所以对应的你需要一个播放器。播放器会将音频解码成i2s数据，然后向CPU外部传输。

扬声器只能接受模拟信号，所以需要一个数字信号处理芯片（DSP digital signal process）将i2s转换成模拟信号，这个DSP芯片从系统的角度理解就是声卡，除了将数字信号转换成模拟信号，有点DSP还具有放大、调音等功能。

ASoC架构下声卡驱动代码结构

ASoC架构下，添加一块声卡需要三个部分：

• codec驱动，也就是DSP芯片的驱动，负责直接对DSP进行控制的代码在这一部分驱动中。
• 平台驱动，这部分内容和名字一样，只和CPU这个平台有关，只关心CPU内部对i2s信号相关的处理，这部分代码一般由CPU的厂商负责写好。
• board驱动，板级驱动，也就是针对你的开发板部分的代码，这部分代码主要负责将你的CPU和DSP绑定起来。
  

平台驱动由CPU厂商提供，DSP也可以找到对应厂商给的demo，这两部分都是可以复用的代码，只有板驱动，需要亲力亲为，编写一个dai link将平台驱动和DSP驱动绑定起来，

codec驱动

驱动代码的位置： kernel/sound/soc/codecs
包含重要结构体的头文件：

1. kernel/include/sound/soc.h
2. kernel/include/sound/soc-dai.h
3. kernel/sound/soc/soc-core.c

codec驱动的几项核心工作：

1. 映射i2c regmap，方便对DSP进行读写
2. 按照DSP的规定时序上电
3. 写入DSP初始化配置
4. 封装DSP的控制接口
5. 通过snd_soc_register_codec将DSP注册进系统

snd_soc_register_codec分析

snd_soc_register_codec函数是codec驱动的核心，他将一个codec结构体和DAI驱动结构体注册进系统，这两个结构体封装了这一片DSP的控制API。
四个参数的说明：

• device ：
  codec设备的i2c驱动实体，用于设备最开始时的probe，保存一些gpio的信息和其他私有数据，以便其他地方能够控制到codec的一些硬件设施。

• snd_soc_codec_driver结构体
  主要包含codec的硬件控制接口和与系统相关的控制接口，比如codec的probe，后续系统注册声卡时会再来调用这个codec的probe函数，在此函数中进行一些具体的初始化操作，比如remove接口，卸载声卡是需要调用remove去释放声卡所占用的资源，remap的获取和读写操作，注册声卡的controls,wedgets,routes,具体的可以看soc.h头文件中的定义。

• snd_soc_dai_driver
  主要包含 codec的dai的控制接口，dai就是Digital Audio Interface，也就是说，这一片DPS芯片的音频控制的相关接口在这里。除了snd_soc_dai的注册移除重启等，通过snd_soc_dai_ops结构体封装的音频操作接口，通过snd_soc_pcm_stream注册声卡的录音播放功能的具体参数，比如录音时的通道数，采样率，都是在此指定。

• Number of DAIs
  DAI的数量

平台驱动

只关心cpu部分的操作，一般由CPU厂家写好这部分代码。
这部分要实现CUP中i2s的具体操作。

板驱动

这部分代码用于描述电路板，用于绑定板子上的CPU和DSP，也就是上面的codec和platform
核心结构体：snd_soc_dai_link

板驱动的核心工作：
绑定平台驱动和codec驱动

devm_snd_soc_register_card函数分析

板驱动通过这个函数注册一块声卡，这个函数第二个参数就是结构体snd_soc_card,这个结构体中填充了关于这块声卡的描述。
声卡里的dai_link成员变量，在这里指定codec和平台驱动的名字，同时snd_soc_ops成员中包含了一些声卡的控制接口，比如传输的带宽，添加dai支持的流媒体格式。