ALSA应用编程相关概念笔记

    alsa应用程序缓存区的大小可以通过ALSA库函数调用来控制。缓存区可以很大，一次传输操作可能会导致不可接受的延迟，我们把它称为延时(latency)。

    为了解决这个问题，ALSA将缓存区拆分成一系列周期(period)(OSS/Free中叫片断fragments)。

ALSA以period为单元来传送数据。一个周期(period)存储一些帧(frames)。每一帧包含时间上一个点所抓取的样本。

    对于立体声设备，一个帧会包含两个信道上的样本。

以下是关于声卡的一些基本概念：

采样(sample)：

PCM audio不论是输入还是输出，都包含采样，采样值代表声音的一个声道在某个特定时间点的振幅。

很多这样的采样组成了声音。样本是记录音频数据的最基本单位。

样本尺寸（bits_per_sample）

采样的尺寸从8bit 到64bit精度。采样的格式也各式各样： 大端整形，小端整形或者浮点数。

采样尺寸决定动态声响范围。动态声响范围是指最静和最大声之差

通道数(channel)：

分为单声道mono；立体声stereo。当然还存在更多的通道数

帧(frame)：

帧记录了一个声音单元，其长度为样本长度和通道数的乘积。frame size = sizeof(one sample) * nChannels

采样率(rate)：

PCM声音是包含多个frame的流。每秒钟采样次数，也就是每秒钟获取到的帧个数。对于CD audio，每秒有44100个采样。

period_size：

音频设备一次处理所需要的帧数，对于音频设备的数据访问以及音频数据的存储，都是以此为单位。

period_time:硬件中断的间隔时间。它表示输入延时。

声卡接口中有一个指针来指示声卡硬件缓存区中当前的读写位置。只要接口在运行，这个指针将循环地指向缓存区中的某个位置。

alsa中配置的缓存(buffer)和周期(period)大小在runtime中是以帧(frames)形式存储的。

period_bytes = frames_to_bytes(runtime, runtime->period_size);

交错模式(interleaved)：

是一种音频数据的记录方式，在交错模式下，数据以连续真的方式存放，即首先记录帧1的左声道样被和右声道样本，再开始帧2的记录。

非交错模式(non-interleaved)：

首先记录的是一个周期内所有帧的左声道样本，再记录所有右声道样本。

/** Unsigned frames quantity */

typedef unsigned long   snd_pcm_uframes_t;

int snd_pcm_hw_params_set_period_size_near(snd_pcm_t *pcm, snd_pcm_hw_params_t *params, snd_pcm_uframes_t *val, int *dir);

int snd_pcm_hw_params_set_buffer_size(snd_pcm_t *pcm, snd_pcm_hw_params_t *params, snd_pcm_uframes_t val);

frame_size = channel * bits_per_sample / 8

period_size = n

buffer_size = m * period_size

bytes_of_period_size = n*frame_size

bytes_of_buffer_size = m*n*frame_size

period_time = n / rate ，比如n=256，rate=8KHz，那么period_time=32ms

buffer_time = m * period_time