1.Linux应用开发【第八章】ALSA应用开发
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Linux应用开发【第八章】ALSA应用开发
音频信号是一种连续变化的模拟信号,但计算机只能处理和记录二进制的源码源码数字信号,由自然音源得到的源码源码音频信号必须经过一定的变换,成为数字音频信号之后,源码源码才能送到计算机中作进一步的源码源码福利资源源码处理。
数字音频系统通过将声波的源码源码波型转换成一系列二进制数据,来实现对原始声音的源码源码重现,实现这一步骤的源码源码设备常被称为(A/D)。A/D转换器以每秒钟上万次的源码源码速率对声波进行采样,每个采样点都记录下了原始模拟声波在某一时刻的源码源码状态,通常称之为样本(sample),源码源码而每一秒钟所采样的源码源码数目则称为采样频率,通过将一串连续的源码源码样本连接起来,就可以在计算机中描述一段声音了。源码源码对于采样过程中的每一个样本来说,数字音频系统会分配一定存储位来记录声波的小程序 源码保护振幅,一般称之为采样分辨率或者采样精度,采样精度越高,声音还原时就会越细腻。
数字音频涉及到的概念非常多,对于在Linux下进行音频编程的程序员来说,最重要的是解声音数字化的两个关键步骤:采样和量化。
采样频率是指将模拟声音波形进行数字化时,每秒钟抽取声波幅度样本的次数。采样频率的选择应该遵循奈奎斯特(Harry Nyquist)采样理论:如果对某一模拟信号进行采样,则采样后可还原的最高信号频率只有采样频率的一半,或者说只要采样频率高于输入信号最高频率的两倍,就能从采样信号系列重构原始信号。
量化位数是对模拟音频信号的幅度进行数字化,它决定了模拟信号数字化以后的动态范围,常用的有8位、位和位。股票可控制源码量化位越高,信号的动态范围越大,数字化后的音频信号就越可能接近原始信号,但所需要的存储空间也越大。
ALSA全称是Advanced Linux Sound Architecture,中文音译是Linux高级声音体系。ALSA是Linux内核2.6后续版本中支持音频系统的标准接口程序,由ALSA库、内核驱动和相关测试开发工具组成,更好的管理Linux中音频系统。
本小节将介绍ALSA的架构。
ALSA是Linux系统中为声卡提供驱动的内核组件。它提供了专门的库函数来简化相应应用程序的编写。相较于OSS的编程接口,ALSA的函数库更加便于使用。
对应用程序而言,墨灵音乐源码ALSA无疑是一个更佳的选择,因为它具有更加友好的编程接口,并且完全兼容于OSS。
ALSA系统包括7个子项目:
ALSA声卡驱动与用户空间体系结构交互如下图所示:
移植ALSA主要是移植alsa-Ub和alsa-utils。
ALSA Util是纯应用层的软件,相当于ALSA设备的测试程序,ALSA-Lib则是支持应用API的中间层程序,ALSA-Util中的应用程序中会调用到ALSA-Lib中的接口来操作到我们的音频编解码芯片的寄存器,而lib中接口就是依赖于最底层驱动代码,因此移植ALSA程序的顺序就是先后移植Driver,Lib,Util。
ALSA首先需要在ALSA的官网上下载官网 alsa-project.org下载alsa-lib和alsa-utils。
ALSA Lib移植不需要修改源码,只需要重新编译库代码以支持自己的平台。
在上述命令中./configure配置的几个重要的配置选项解释如下:
ALSA Util可以生成用于播放,录制,配置音频的新疆知行书源码应用可执行文件,测试驱动代码时用处很大,编译过程如下:
ALSA库和测试工具的移植就是将相应库文件和可执行文件放在目标板上,以下文件必须被拷贝至对应位置:
(1)ALSA Lib文件,放在/lib/中。
(2)配置文件放在/usr/local/share中,与编译时指定的目录相同。
(3)测试应用文件,ALSA Util能产生aplay、amixer、arecord,我们可以把这些可执行文件放在/usr/sbin中。
(4)内核目录中保证有/dev/snd/目录,这个目录下存放controlC0,pcmC0D0,/usr/sbintimer,timer这些设备文件,如果这些设备文件已经在/dev目录下,可手动拷贝到/snd目录中。
在LINUX系统中,每个设备文件都是文件。音频设备也是一样,它的设备文件被放在/dev/snd目录下,我们来看下这些设备文件:
(1)controlC0:音频控制设备文件,例如通道选择,混音,麦克风的控制等;
(2)pcmC0D0c:声卡0设备0的录音设备,c表示capter;
(3)pcmC0D0p:声卡0设备0的播音设备,p表示play;
(4)timer:定时器设置。
本小节将着重讲解tinyalsa工具使用,tinyalsa是alsa-lib的一个简化版。它提供了pcm和control的基本接口;没有太多太复杂的操作、功能。可以按需使用接口。
使用方法:
举例:
与amixer作用类似,用于操作mixer control。
使用方法:
举例:
aplay是命令行的ALSA声卡驱动的播放工具,用于播放功能。使用方法:
举例:
arecord是命令行的ALSA声卡驱动的录音工具,用于录音功能。使用方法:
举例:
从代码角度体现了alsa-lib和alsa-driver及hardwared的交互关系。用户层的alsa-lib通过操作alsa-driver创建的设备文件/dev/snd/pcmC0D0p等对内核层进行访问。内核层的alsa-drivier驱动再经由sound core对硬件声卡芯片进行访问。
为了方便操作访问,alsa-lib中封装了相关接口,通过pcmCXDXp/pcmCXDXc节点(/dev/snd/pcmCXDXx)去实现播放、录音功能。
主要涉及到的接口:
详细pcm接口说明请查阅:
alsa-project.org/alsa-d...
速存,详细罗列香橙派AIpro外设接口样例大全(附源码)
华为云社区分享了关于香橙派AIpro外设接口的详细指南,包括样例源码,旨在帮助开发者充分利用其丰富的功能。AIpro板搭载升腾AI处理器,支持8TOPS INT8计算,适用于多种数据分析和推理计算场景,如教育、机器人和无人机等。 AIpro板提供了众多接口,如两个HDMI输出、GPIO、Type-C电源接口、SATA/NVMe SSD M.2插槽、TF插槽、千兆网口、USB3.0和Type-C接口,以及两个MIPI摄像头、MIPI屏和预留的电池接口。以下是部分接口的使用示例:通过MIPI接口,可以播放音频到耳机。只需插入耳机并进入音频测试程序,通过命令播放*.pcm文件。
USB接口可用于录音和播放音频,准备好录音功能的耳机后,通过arecord命令录制,aplay命令播放。
MIPI摄像头可用于拍摄,通过IMX摄像头连接后,运行样例程序即可拍照。
USB接口的摄像头支持获取图像,通过v4l2-ctl查看设备节点,然后使用内置样例代码拍照并查看结果。
通过HDMI接口,可以显示图像,连接显示器后,执行特定脚本进行图像显示。
MIPI接口也能显示图像,但目前仅限于显示一张,使用LCD屏幕配合特定脚本操作。
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