一、ALSA框架

音频设备接口有多种，如PCM、I2S和AC97，适用于不同的应用场合。Linux内核中有两种主要的音频驱动框架：

• OSS（开放声音系统）：通过字符设备接口直接访问硬件。

• ALSA（高级Linux声音架构）：通过库文件访问硬件，不再直接使用sound设备节点。

本篇博客将重点介绍ALSA框架。

1.1 音频硬件设备

在ALSA中，硬件设备分为三类：

• Machine：描述特定的机器或设备，例如RK3399开发板。

• Platform：描述SoC平台，例如RK3399。

• Codec：描述声卡芯片，例如ALC5651。

Machine

Machine指的是具体的设备，比如某个开发板或智能手机。每个Machine的硬件实现可能不同，包括SoC、Codec和输入输出设备。

Platform

Platform通常指一个SoC平台，例如RK3399。它包括SoC中的时钟、DMA、I2S等组件。同一款SoC可以在多个不同的Machine上使用。

Codec

Codec是编解码器，包含D/A转换、A/D转换、混音器等功能。它通过I2C/SPI控制内部寄存器。嵌入式Codec通常是通过I2C或SPI进行配置的。

1.2 ALSA框架

ALSA框架从上到下依次为：

• 应用程序：如tinyplay、tinycap、tinymix，这些程序通过alsa库调用API来实现播放、录音和控制。

• ALSA库API：提供统一的API接口，简化了应用程序的实现难度。

• ALSA核心层：向上提供逻辑设备（如PCM、CTL、MIDI等）的系统调用，向下驱动硬件设备。

• ASoC核心层：基于标准ALSA核心层，专门为嵌入式系统设计，支持音频Codec。

• 硬件驱动：由Machine、Platform和Codec组成。

以前，应用程序直接调用硬件驱动，但现在通过库文件来访问驱动，这样可以隐藏驱动的实现细节。常用的库有alsa-lib和tinyalsa。

1.3 ASoC

ASoC是在标准ALSA核心基础上的一层封装，解决了以下问题：

• 独立的Codec驱动：使得Codec驱动可以在不同平台上复用。

• 简单的I2S/PCM接口设置：方便配置Codec和SoC之间的连接。

• 动态电源管理：使Codec始终处于最低功耗状态，并负责音频路由。

• POP和click音抑制：通过正确的上下电顺序来实现。

• 特定控制：如耳机、麦克风插拔检测和外放功放开关。

为了实现这些功能，ASoC将音频系统拆分为三个可重用的组件：Machine、Platform和Codec。这样可以使硬件驱动更加灵活和可移植。