智能手表上的音频（三）：音频文件播放

上篇讲了智能手表上音频相关的驱动。本篇开始讲具体的功能，先讲音频文件播放。

音频文件格式众多，目前我们仅支持了最常见的几种：WAV/MP3/AAC/AMR(主要用于播放录音文件)。相对于播放WAV(即PCM)，MP3/AAC/AMR多了个解码过程。音频文件播放时只有AP和ADSP在运行。音频可以从speaker（即内置codec）放出来，也可以从蓝牙耳机放出来。这两种方式不管是AP/ADSP的交互过程还是audio data path都有差异。下面分开讲。

1，音频从speaker放出来

下图是其audio data path的软件框图：

从上图看出，AP把音乐流（当是WAV文件时是PCM数据，当是其他支持的文件类型时是比特流）送给ADSP。ADSP收到后做解码（WAV文件没有这一步）、重采样（系统把内置codec的采样率固定在48K，不是48K的都要转到48K）、音效处理（比如EQ）、混音后送给audio driver，通过speaker播放出来。

下图是speaker播放音频文件时AP 与ADSP的主要交互命令：

1）  AP给ADSP发命令STREAM_DEV_SELECT，告诉ADSP选择哪个device(内置codec或者BT)播放

2）  AP给ADSP发命令ENABLE_STREAM，告诉ADSP使能哪一条stream。系统中定义了很多条stream（music / voice / record / ……），每一条都有相对应的ID。

3）  ADSP给AP发命令DATA_REQ，stream被使能后，ADMA中断就会等间隔的来。前面文章说过，内置codec下系统就是靠ADMA中断转起来的。ADMA中断触发去取采集到的音频数据送给ADSP的audio buffer，以及从ADSP的audio buffer里取数据去播放。Stream使能后，ADSP没数据播放（音频文件在AP上），因此ADSP向AP发DATA_REQ来请求音频数据。

4）  AP收到ADSP发来的DATA_REQ后就会给ADSP回DATA_REQ_ACK，带上音频数据（AP把音频数据放在双方都能访问的share memory里，实际上在命令里带上的是这块音频数据在share memory里的起始地址， ADSP收到命令后从这个起始地址处拿音频数据）。ADSP收到音频数据后会做解码等，最终播放出来，来消耗从AP收到的音频数据。当消耗到快没有时，又会向AP发DATA_REQ。AP收到后又会通过DATA_REQ_ACK向ADSP发送音频数据。如此反复完成整个音频文件的播放。

5）  AP给ADSP发命令DISABLE_STREAM，告诉ADSP停止哪一条stream。ADSP收到后将停止这条stream相关的处理。

6）  ADSP给AP发命令DISABLE_STREAM_ACK，告诉AP这条stream已停止处理。AP收到后做相应处理。

2，音频从BT放出来

下图是其audio data path的软件框图：

从上图看出，AP把音乐流送给ADSP。ADSP收到后做解码、重采样、音效处理、混音后送给BT SBC encoder做编码处理，得到SBC码流后将其发送给AP，最终AP上的BT host将SBC码流通过UART发送给BT chip，BT chip再通过蓝牙的空口将码流送给蓝牙耳机，音频从蓝牙耳机播放出来。这里BT chip 做master，蓝牙耳机做slave。ADSP在BT播放音频的场景中起加速器的作用，音频流从AP到ADSP，ADSP处理后又把音频流（这时是SBC码流）送给AP。这跟speaker播放音频是有明显差异的。

下图是BT播放音频文件时AP 与ADSP的主要交互命令：

1）  AP给ADSP发命令STREAM_DEV_SELECT，告诉ADSP选择哪个device(内置codec或者BT)播放

2）  AP给ADSP发命令SET_BT_PARAM，告诉ADSP做SBC编码时用的参数。这些参数包括bitpool(2--250) / subband(4 / 8) / blocks(4 / 8 / 12 / 16) / mode(MONO/DUAL/STEREO/JOINT STEREO) / allocation(LOUDNESS / SNR)。

3）  AP给ADSP发命令ENABLE_STREAM，告诉ADSP使能哪一条stream。

4）  AP给ADSP发命令A2DP_DATA_REQ，告诉ADSP A2DP模块需要多少字节的SBC码流数据。音频播放中都是靠数据消耗者来驱动的。这里A2DP是数据消耗者，因此由它来要播放的数据。

5）  ADSP给AP发命令DATA_REQ。 Stream使能后，ADSP没数据播放（音频文件在AP上），因此ADSP向AP发DATA_REQ来请求音频数据。

6）  AP收到ADSP发来的DATA_REQ后就会给ADSP回DATA_REQ_ACK，带上音频数据（AP把音频数据放在双方都能访问的share memory里，实际上在命令里带上的是这块音频数据在share memory里的起始地址， ADSP收到命令后从这个起始地址处拿音频数据）。

7）  ADSP给AP发命令A2DP_DATA_REQ_ACK。ADSP上音频数据后就做相关处理，直到得到SBC码流。当SBC码流的字节数达到A2DP_DATA_REQ请求的个数时就会给AP发A2DP_DATA_REQ_ACK。SBC码流也是放在双方都能访问的share memory里，在命令里带上的是这块SBC码流在share memory里的起始地址， AP收到命令后从这个起始地址处拿SBC码流。这SBC码流会被BT host通过UART发给BT chip。当SBC码流消耗到快没有时，又会向ADSP发A2DP_DATA_REQ。ADSP没有音频数据时又会通过DATA_REQ向AP要音频数据，AP收到后会向ADSP发送音频数据，当SBC码流的字节数达到A2DP_DATA_REQ请求的个数时又会给AP发A2DP_DATA_REQ_ACK。如此反复完成整个音频文件的播放。

8）  AP给ADSP发命令DISABLE_STREAM，告诉ADSP停止哪一条stream。ADSP收到后将停止这条stream相关的处理。

9）  ADSP给AP发命令DISABLE_STREAM_ACK，告诉AP这条stream已停止处理。AP收到后做相应处理。

至此两种场景下的音频文件播放就讲完了。最后再上一张ADSP上的音频数据流向图，它把不同stream(PCM stream / bit stream)以及不同的播放方式（speaker / BT）都呈现出来。图中有多个FIFO（也就是ring buffer），主要是保证播放的流畅性。