I2S理解

0. 专用术语

1. 物理结构

2. 系统架构

 

---

本文基于Freescale IMX平台Codec ALC5625为例。

0. 专用术语

 ASLA - Advanced Sound Linux Architecture

 OSS - 以前的Linux音频体系结构，被ASLA取代并兼容

 Codec - Coder/Decoder

 I2S/PCM/AC97 - Codec与CPU间音频的通信协议/接口/总线

 DAI - Digital Audio Interface 其实就是I2S/PCM/AC97

 DAC - Digit to Analog Conversion

 ADC - Analog to Digit Conversion

 DSP - Digital Signal Processor

 Mixer - 混音器，将来自不同通道的几种音频模拟信号混合成一种模拟信号

 Mute - 消音，屏蔽信号通道

 PCM - Pulse Code Modulation 一种从音频模拟信号转换成数字信号的技术，区别于PCM音频通信协议

 采样频率 - ADC的频率，每秒采样的次数，典型值如44.1KHZ

 量化精度 - 比如24bit，就是将音频模拟信号按照2的24次方进行等分

 SSI - Serial Sound Interface

 DAPM - Dynamic Audio Power Management

 

1. 物理结构

 音频编解码器Codec 负责处理音频信息，包括ADC,DAC,Mixer,DSP,输入输出以及音量控制等所有与音频相关的功能。

 Codec与处理器之间通过I2C总线 和 数字音频接口DAI(IIS)进行通信。

 I2C总线 - cpu通过它 实现对Codec寄存器数据的读写。

 DAI(IIS) - 实现音频数据在CPU和Codec间的通信。

以Codec作为研究对象，它的输入有Mic(Microphone),PhoneIn电话信号等，输出有耳机HP(HeadPhone)，扬声器Speaker和PhoneOut电话信号。另外需要注意在Codec与CPU端间也有音频数字信号的输入输出。

1) 播放音乐

 

2) 录音

 

3) 电话

— 打电话 —                                                           — 接听—

   

4) 通过蓝牙打电话

— 打电话 —                                                           — 接听—   

 

  

 

 2. 系统架构

  Android的音频系统拥有一个比较标准和健全的架构，从上层应用，java framework服务AudioMananger，本地服务AudioFlinger，抽象层AlsaHAL，本地库，再调用external的Alsa-lib外部支持库，最后到底层驱动的codec，可谓”五脏俱全”。

 以系统启动AuidoFlinger为例，简要窥探Alsa Sound的组织架构。

Java服务AudioManager作为服务端，本地服务AudioFlinger作为客户端，两者通过Binder机制交互。AudioFlinger对硬件功能的具体实现(比如setMode设置电话/蓝牙/录音等模式)交给硬件抽象层AlsaHAL完成。抽象层可以调用本地标准接口，比如mASLADevice->route，或者直接调用Alsa-lib库去操作底层驱动。

 

 Linux的音频驱动结构相对复杂，源码位于内核目录下的/sound/soc/，其中/codec文件夹下存放与平台无关的编解码器驱动，/imx文件夹下存放于freescale imx平台相关的音频驱动，主要可分为SSI驱动和DAI驱动。

以声卡驱动的数据结构为切入点分析，

1) struct snd_soc_codec - 由与平台无关的codec驱动实现。

2) struct snd_soc_platform - 由与imx平台相关的DAI驱动实现，主要实现了音频数据的DMA传输功能。

3) struct snd_soc_dai_link - 将平台相关的DAI与平台无关的codec联系起来。