Audio Codec 架构

ALSA 软件架构

Linux 中的音频采用 ALSA 驱动框架，该框架管理 Linux 下所有与音频相关的资源，codec 的驱动按照 ALSA 框架进行设计开发。ALSA 整体框架如下图：

如上图，ALSA 音频框架将底层的硬件驱动分为三部分：machine、platform 与 codec。三者的关系如下图所示：

platform driver 包含了 soc 平台的音频 DMA 和数字音频接口 (I2S、PCM、SPDIF、AC97 等)的配置和管理，它不包含任何与板子或机器相关的代码，该部分驱动由 SoC 厂商实现。

codec driver 的一个重要原则就是要求 codec 驱动的平台无关性。它包含音频控件、音频接口、DAPM 的定义等。codec 的驱动一般由 IC 厂商实现。

machine driver 主要是针对设备的，主要作用有三个： 1. 实现 codec 和 platform 的耦合，machine driver 是板级上的 codec 和 SOC 之间的桥梁，描述二者如何连接。 2. 负责处理机器特有的的一些控件和音频事件(如板子上需要打开放大器等)。 3. 创建声卡。一般板卡的设计者只需要实现这部分的驱动。

单独的 driver 和 codec driver 是不能工作的，必须由 driver 把它们结合在一起才能完成整个设备的音频处理工作。ALSA 框架将底层硬件划分为三部分后，使得 platform 和 codec 的驱动实现变得更加简单，二者依靠 dai 和 codec_dai 进行数据传输。这种结构下的音频数据流通路径如下：

AIC 实现架构

与常见的 codec 芯片不同，AIC 的 AudioCodec 是 SOC 内置的一个模块，音频数据可以直接传输到 AudioCodec 模块，而不需要 S 这类音频接口。AudioCodec 的音频数据流通路径如下：

若是一颗单独的 codec 芯片，只需要实现相应的 driver，platform driver 由 SOC 厂商实现，machine driver 由板级开发者实现，并最终创建声卡。但是 AudioCodec 本身就是 SOC 中的一个模块，不需要 S 等音频接口进行数据传输，也不需要再单独实现 driver，所以在实现 SOC 内置的 AudioCodec 模块的驱动时，除了实现音频通路控制和音频控件外，还需要实现声卡的创建，以便用户可以直接使用 AudioCodec 模块的驱动进行录音和播放。

AudioCodec 模块不需要 S 接口，所以在驱动实现中并没有严格意义上的 dai。但是 ALSA 框架在创建声卡时，需要根据 dai 和 codec_dai 的名字进行查找匹配，查找不到则不能创建声卡。所以为了能成功创建声卡，在 AudioCodec 的驱动实现中需要创建一个 dai，该 dai 的作用是为了 platform 和 codec 的耦合，并不能对该 dai 进行任何操作。

综上，AIC 的 AudioCodec 模块的驱动实现可以分为三部分：

1. platform driver 的实现：

   • dma 的注册和管理，用于在内存和 AudioCodec 之间传输数据

   • cpu_dai 部分的定义，用于实现和 driver 的耦合

2. codec driver 的实现：

   • codec_dai 的注册和管理，用于实现和 driver 的耦合，以及对 AudioCodec 模块频率、采样率、采样深度的设置

   • DAPM 音频路径和音频控件的管理

3. machine driver 的实现：

   • 用于实现 platform 和 codec 的耦合，并创建声卡