一．聲音參數(shù)基本概念：
聲音是連續(xù)模擬量，計算機將它離散化之后用數(shù)字表示，就有了以下幾個名詞術(shù)語。
樣本長度(sample)：樣本是記錄音頻數(shù)據(jù)最基本的單位，計算機對每個通道采樣量化時數(shù)字比特位數(shù)，常見的有8位和16位。
通道數(shù)(channel)：該參數(shù)為1表示單聲道，2則是立體聲。
幀(frame)：幀記錄了一個聲音單元，其長度為樣本長度與通道數(shù)的乘積，一段音頻數(shù)據(jù)就是由苦干幀組成的。
采樣率(rate)：每秒鐘采樣次數(shù)，該次數(shù)是針對幀而言，常用的采樣率如8KHz的人聲，44.1KHz的mp3音樂, 96Khz的藍光音頻。
周期(period)：音頻設(shè)備一次處理所需要的楨數(shù)，對于音頻設(shè)備的數(shù)據(jù)訪問以及音頻數(shù)據(jù)的存儲，都是以此為單位。
交錯模式(interleaved)：是一種音頻數(shù)據(jù)的記錄方式
在交錯模式下，數(shù)據(jù)以連續(xù)楨的形式存放，即首先記錄完楨1的左聲道樣本和右聲道樣本（假設(shè)為立體聲格式），再開始楨2的記錄。
而在非交錯模式下，首先記錄的是一個周期內(nèi)所有楨的左聲道樣本，再記錄右聲道樣本，數(shù)據(jù)是以連續(xù)通道的方式存儲。
不過多數(shù)情況下，我們只需要使用交錯模式就可以了。
period(周期):硬件中中斷間的間隔時間。它表示輸入延時。
比特率（Bits
Per Second）：比特率表示每秒的比特數(shù)，比特率=采樣率×通道數(shù)×樣本長度
二．ALSA介紹
1.ALSA簡介
ALSA表示高級Linux聲音體系結(jié)構(gòu)(Advanced Linux Sound Architecture)。ALSA是一個完全開放源代碼的音頻驅(qū)動程序集，除了像OSS那樣提供了一組內(nèi)核驅(qū)動程序模塊之外，ALSA還專門為簡化應(yīng)用程序的編寫提供了相應(yīng)的函數(shù)庫，與OSS提供的基于ioctl的原始編程接口相比，ALSA函數(shù)庫使用起來要更加方便一些。利用該函數(shù)庫，開發(fā)人員可以方便快捷的開發(fā)出自己的應(yīng)用程序，細節(jié)則留給函數(shù)庫內(nèi)部處理。當然ALSA也提供了類似于OSS的系統(tǒng)接口，不過ALSA的開發(fā)者建議應(yīng)用程序開發(fā)者使用音頻函數(shù)庫而不是驅(qū)動程序的API。
2.ALSA版本支持
Linux內(nèi)核2.5在開發(fā)過程中，ALSA被合并到了官方的源碼樹中。在發(fā)布內(nèi)核2.6后，ALSA已經(jīng)內(nèi)建在穩(wěn)定的內(nèi)核版本中并將廣泛地使用。在內(nèi)核設(shè)備驅(qū)動層，ALSA提供了alsa-driver，同時在應(yīng)用層，ALSA為我們提供了alsa-lib，應(yīng)用程序只要調(diào)用alsa-lib提供的API，即可以完成對底層音頻硬件的控制。
3.ALSA基礎(chǔ)
ALSA由許多聲卡的聲卡驅(qū)動程序組成，同時它也提供一個稱為libasound的API庫。應(yīng)用程序開發(fā)者應(yīng)該使用libasound而不是內(nèi)核中的ALSA接口。因為libasound提供最高級并且編程方便的編程接口。并且提供一個設(shè)備邏輯命名功能，這樣開發(fā)者甚至不需要知道類似設(shè)備文件這樣的低層接口。
用戶空間的alsa-lib對應(yīng)用程序提供統(tǒng)一的API接口，這樣可以隱藏了驅(qū)動層的實現(xiàn)細節(jié)，簡化了應(yīng)用程序的實現(xiàn)難度。內(nèi)核空間中，alsa-soc其實是對alsa-driver的進一步封裝，他針對嵌入式設(shè)備提供了一些列增強的功能。
4.ALSA體系結(jié)構(gòu)：
ALSA API可以分解成以下幾個主要的接口：
1控制接口：提供管理聲卡注冊和請求可用設(shè)備的通用功能
2 PCM接口：管理數(shù)字音頻回放(playback)和錄音(capture)的接口。它是開發(fā)數(shù)字音頻程序最常用到的接口。
3 Raw MIDI接口:支持MIDI(Musical Instrument Digital Interface),標準的電子樂器。這些API提供對聲卡上MIDI總線的訪問。這個原始接口基于MIDI事件工作，由程序員負責管理協(xié)議以及時間處理。
4定時器(Timer)接口：為同步音頻事件提供對聲卡上時間處理硬件的訪問。
5時序器(Sequencer)接口
6混音器(Mixer)接口設(shè)備命名API庫使用邏輯設(shè)備名而不是設(shè)備文件。
5.偽代碼
一個典型的聲音程序使用PCM的程序通常類似下面的偽代碼：
1.打開回放或錄音接口
2.設(shè)置硬件參數(shù)(訪問模式，數(shù)據(jù)格式，信道數(shù)，采樣率，等等)
2.while有數(shù)據(jù)要被處理：讀PCM數(shù)據(jù)(錄音)或?qū)慞CM數(shù)據(jù)(回放)
3.關(guān)閉接口
三．ALSA編譯安裝
1.ALSA相關(guān)庫下載
官方主頁http://www.alsa-project.org/
主要跟編程相關(guān)是
·alsa-lib. ALSA應(yīng)用庫(最常用)
·ftp://ftp.alsa-project.org/pub/lib/alsa-lib-1.0.22.tar.bz2
·alsa-driver一些常見芯片的ALSA驅(qū)動代碼,一般內(nèi)核會集成.
·ftp://ftp.alsa-project.org/pub/driver/alsa-driver-1.0.22.1.tar.bz2
·alsa-firmware一些DSP或ASIC的專用的微碼(運在芯片之上,啟動時由LINUX裝入到硬件中).
·ftp://ftp.alsa-project.org/pub/firmware/alsa-firmware-1.0.20.tar.bz2
·alsa-utils一般ALSA小的測試工具.如aplay/arecord播放和錄音小程序.
·ftp://ftp.alsa-project.org/pub/utils/alsa-utils-1.0.22.tar.bz2
·alsa-oss用alsa接口模擬舊的oss接口.
·ftp://ftp.alsa-project.org/pub/oss-lib/alsa-oss-1.0.17.tar.bz2
其中alsa-driver,alsa-firwware是內(nèi)核開發(fā)者所接觸的東西,對于已經(jīng)正常運行硬件,通常意味著這一部分已經(jīng)整合到內(nèi)核當中,無需修改.
而alsa-utils主要是測試一些小工具.
因此對于一個應(yīng)用程序開發(fā)者,或者嵌入式應(yīng)用開發(fā)者,接觸到主要是alsa-lib編譯出來的庫libasound.
2.ALSA驅(qū)動測試
cat
/proc/asound/devices驅(qū)動測試
ls -l/dev/snd設(shè)備測試
aplay –h工具alsa-utils測試
3.嵌入式linuxALSA移植
·ALSA driver移植
·ALSA lib移植.
解壓tar xvjf alsa-lib-1.0.22.tar.bz2
cd alsa-lib-1.0.22
生成Makefile
./configure --host=arm-linux? --prefix=$PWD/../../output/arm-linux --enable-static --enable-shared?? --disable-python? --with-configdir=/usr/local/share? --with-plugindir=/usr/local/lib/alsa_lib
在這里要注意--with--configdir的選項.它將影響include/config.h中的ALSA_CONFIG_DIR目錄.
它默認是你的--prefix目錄.這樣在嵌入式交叉編譯將是一個桌面機的路徑,在libasoud.so運行.會提示,如果出來這個提示,一般都是ALSA_CONFIG_DIR路徑錯誤造成的.
ALSA? lib pcm.c:2145:(snd_pcm_open_noupdate) Unknown PCM default
aplay:? main:546:?audio open error: No such file or directory
--with-plugindir也是同樣道理了.它是設(shè)為ALSA_PLUGIN_DIR宏.
編譯make
安裝make install
開發(fā)板發(fā)布注意:
在開發(fā)板上發(fā)布alsa庫.除了libasound.so庫以外,必須還要把alsa.conf發(fā)布到板上--with-configdir所指向目錄下的alsa目錄,否則還是會報"audio open error: No such file ordirectory".
這個文件可以在make install后在你安裝目錄下的share找到alsa目錄,把這個目錄整個拷貝到開發(fā)板即可.
·ALSA utils移植
解壓:tar xvjf alsa-utils-1.0.22.tar.bz2
cdalsa-utils-1.0.22
生成Makefile
./configure --host=arm-linux? --prefix=$PWD/../../output/arm-linux --enable-static? --enable-shared??? --with-configdir=/usr/local/share? --with-libiconv-prefix=$PWD/../../output/arm-linux? CFLAGS="-I$PWD/../../output/arm-linux/include"? LDFLAGS="-L$PWD/../../output/arm-linux/lib -lasound -liconv"?? --disable-alsamixer --disable-xmlto
注意這里LDFLAGS是必須,否則會找不到libasound.另外alsamixer是一個ncurses程序,基本上在嵌入式終端上很難移植.所以這里取消掉.--disable-xmlto也是因為找不到庫.
編譯make
安裝make install
四．ALSA錄音demo
#include
#include
#include
main (int argc, char *argv[])
{
int i;
int err;
short buf[128];
snd_pcm_t *capture_handle; // PCM設(shè)備句柄
snd_pcm_hw_params_t *hw_params;//硬件信息和PCM流配置
//1.打開PCM，最后一個參數(shù)0為標準配置
if ((err = snd_pcm_open (&capture_handle,argv[1], SND_PCM_STREAM_CAPTURE, 0)) < 0) {
fprintf (stderr, "cannot open audiodevice %s (%s)\n",
argv[1],
snd_strerror (err));
exit (1);
}
//2.分配snd_pcm_hw_params_t結(jié)構(gòu)體
if ((err = snd_pcm_hw_params_malloc(&hw_params)) < 0) {
fprintf (stderr, "cannot allocatehardware parameter structure (%s)\n",
snd_strerror (err));
exit (1);
}
//3.初始化hw_paraws
if ((err = snd_pcm_hw_params_any (capture_handle,hw_params)) < 0) {
fprintf (stderr, "cannot initializehardware parameter structure (%s)\n",
snd_strerror (err));
exit (1);
}
//4.初始化訪問權(quán)限
if ((err = snd_pcm_hw_params_set_access(capture_handle, hw_params, SND_PCM_ACCESS_RW_INTERLEAVED)) < 0) {
fprintf (stderr, "cannot set accesstype (%s)\n",
snd_strerror (err));
exit (1);
}
//5.初始化采樣格式SND_PCM_FORMAT_U8,16位
if ((err = snd_pcm_hw_params_set_format(capture_handle, hw_params, SND_PCM_FORMAT_S16_LE)) < 0) {
fprintf (stderr, "cannot set sampleformat (%s)\n",
snd_strerror (err));
exit (1);
}
1.//6.設(shè)置采樣率，如果硬件不支持我們設(shè)置的采樣率，將使用最接近的
2.//val?=?44100,有些錄音采樣頻率固定為8KHz
if ((err = snd_pcm_hw_params_set_rate_near(capture_handle, hw_params, 44100, 0)) < 0) {
fprintf (stderr, "cannot set samplerate (%s)\n",
snd_strerror (err));
exit (1);
}
//7.設(shè)置通道數(shù)量
if ((err = snd_pcm_hw_params_set_channels(capture_handle, hw_params, 2)) < 0) {
fprintf (stderr, "cannot set channelcount (%s)\n",
snd_strerror (err));
exit (1);
}
//8.設(shè)置hw_params
if ((err = snd_pcm_hw_params (capture_handle,hw_params)) < 0) {
fprintf (stderr, "cannot setparameters (%s)\n",
snd_strerror (err));
exit (1);
}
snd_pcm_hw_params_free (hw_params);
if ((err = snd_pcm_prepare (capture_handle)) <0) {
fprintf (stderr, "cannot prepareaudio interface for use (%s)\n",
snd_strerror (err));
exit (1);
}
//讀取數(shù)據(jù)
for (i = 0; i < 10; ++i) {
if ((err = snd_pcm_readi (capture_handle,buf, 128)) != 128) {
fprintf (stderr, "read fromaudio interface failed (%s)\n",
snd_strerror (err));
exit (1);
}
}
//10.關(guān)閉PCM設(shè)備句柄
snd_pcm_close (capture_handle);
exit (0);
}
Alsa編譯安裝:http://blog.csdn.net/liu_chunhai/article/details/6582090
http://blog.csdn.net/shui1025701856/article/details/7646197
http://www.cnblogs.com/cslunatic/p/3677729.html
http://blog.csdn.net/zd394071264/article/details/8300045
http://blog.csdn.net/ropenyuan/article/details/9344299
slsa編譯
http://blog.chinaunix.net/uid-23065002-id-3884658.html
https://www.oschina.net/news/72059/alsa-lib-1-1-1
http://www.360doc.com/content/11/0613/13/168576_126609790.shtml
