音频子系统详解

1. 概述

1.1 文档目的

本文档详细介绍 Amlogic S905X5 平台 Android U 系统的音频子系统架构、实现细节和调试方法，帮助开发者深入理解音频数据流和各组件之间的交互关系。

1.2 适用范围

Amlogic S905X5 芯片平台
Android U (Android 14) 系统
内核版本: Linux 5.15 (common14-5.15)

1.3 音频子系统特性

特性	说明
音频格式支持	PCM, AC3, E-AC3, DTS, DTS-HD, TrueHD, MAT, AC4, AAC, MPEGH
输出接口	HDMI (ARC/eARC), SPDIF, I2S, 蓝牙 A2DP/SCO/LE Audio
采样率支持	8kHz ~ 192kHz
声道配置	Mono, Stereo, 5.1, 7.1, Atmos
特色功能	Dolby MS12 解码器, DTS-HD 解码器, 硬件音视频同步

2. 音频子系统架构

2.1 整体架构图

plantuml

@startuml
skinparam componentStyle rectangle

package "Android Application Layer" {
  [MediaPlayer] as MP
  [AudioTrack] as AT
  [SoundPool] as SP
}

package "Android Framework Layer" {
  [AudioManager] as AM
  [AudioService] as AS
  [AudioFlinger] as AF
  [AudioPolicyService] as APS
}

package "Native Layer" {
  [libaudioclient] as LAC
  [libaudioprocessing] as LAP
}

package "HAL Layer" {
  [Audio HAL 3.0] as HAL
  [Dolby MS12] as MS12
  [DTS Decoder] as DTS
  [SPDIF Encoder] as SPDIF_ENC
}

package "Kernel Layer" {
  [ALSA Core] as ALSA
  [TDM Driver] as TDM
  [SPDIF Driver] as SPDIF_DRV
  [eARC Driver] as EARC
  [PDM Driver] as PDM
}

package "Hardware" {
  [Audio Controller] as AC
  [DAC/ADC] as DAC
  [HDMI TX] as HDMI
}

MP --> AT
SP --> AT
AT --> AF
AM --> AS
AS --> APS
APS --> AF
AF --> HAL
HAL --> MS12
HAL --> DTS
HAL --> SPDIF_ENC
HAL --> ALSA
ALSA --> TDM
ALSA --> SPDIF_DRV
ALSA --> EARC
ALSA --> PDM
TDM --> AC
SPDIF_DRV --> AC
EARC --> AC
AC --> DAC
AC --> HDMI

@enduml

2.2 数据流路径

2.2.1 PCM 播放路径

App → AudioTrack → AudioFlinger → AudioHAL → TinyALSA → ALSA Driver → I2S/TDM → DAC/HDMI

2.2.2 压缩音频播放路径 (Dolby/DTS)

App → AudioTrack → AudioFlinger → AudioHAL → MS12/DTS Decoder → TinyALSA → ALSA Driver → HDMI/SPDIF

2.2.3 Passthrough 路径

App → AudioTrack → AudioFlinger → AudioHAL → SPDIF Encoder → ALSA Driver → HDMI/SPDIF

2.3 关键组件说明

组件	位置	功能描述
AudioFlinger	frameworks/av/services/audioflinger	音频服务核心，管理音频流和混音
AudioPolicyManager	frameworks/av/services/audiopolicy	音频策略管理，设备路由选择
Audio HAL	hardware/amlogic/audio/audio_hal	硬件抽象层，连接框架与驱动
Dolby MS12	hardware/amlogic/audio/decoder/libms12_*	Dolby 解码和后处理
ALSA Driver	common/common14-5.15/common/common_drivers/sound/soc/amlogic	内核音频驱动

3. ALSA 驱动框架

3.1 驱动架构

Amlogic 音频驱动基于 ALSA SoC (ASoC) 框架实现，位于：

common/common14-5.15/common/common_drivers/sound/soc/amlogic/auge/

3.2 核心驱动模块

3.2.1 TDM (Time Division Multiplexing) 驱动

文件: tdm.c, tdm_hw.c

TDM 驱动负责 I2S 音频数据传输，是最主要的音频输出接口。

// 核心数据结构 (tdm.c:84-150)
struct aml_tdm {
    struct pcm_setting setting;
    struct pinctrl *pin_ctl;
    struct aml_audio_controller *actrl;
    struct device *dev;
    struct clk *clk;
    struct clk *mclk;
    unsigned int id;
    struct tdm_chipinfo *chipinfo;
    // ... 更多成员
};

主要功能:

支持 PCM 数据传输 (8~192kHz, 16/24/32bit)
支持多通道输出 (最高 8 通道)
支持与 HDMI TX 的虚拟链接
支持 sharebuffer 模式与其他模块共享数据

3.2.2 SPDIF 驱动

文件: spdif.c, spdif_hw.c

// SPDIF 源选择 (spdif.c:59-64)
enum SPDIF_SRC {
    SPDIFIN_PAD = 0,  // 外部 SPDIF 输入
    SPDIFOUT,         // SPDIF 输出环回
    NOAP,             // 无音频包
    HDMIRX            // HDMI RX 音频
};

硬件特性:

支持 IEC958/IEC61937 协议
采样率: 8kHz ~ 192kHz
支持 PCM 和压缩音频 (AC3, DTS 等)
支持双 SPDIF 输出 (spdif_a, spdif_b)

3.2.3 eARC 驱动

文件: hdmirx_arc_iomap.c

eARC (Enhanced Audio Return Channel) 支持高带宽音频回传：

支持 Dolby TrueHD, Dolby Atmos
支持 DTS-HD Master Audio
最高 192kHz/24bit 多声道 PCM

3.2.4 Sound Card 驱动

文件: card.c

// 支持的音频格式枚举 (card.c:47-69)
static const char * const audio_format[] = {
    "PCM",
    "DTS_EXPRESS",
    "DOLBY_DIGITAL",
    "DTS",
    "DOLBY_DIGITAL_PLUS",
    "DTS_HD",
    "MULTI_CHANNEL PCM",
    "DOLBY_TRUEHD",
    "DTS_HD_MA",
    "HIFI PCM",
    "DOLBY_AC4",
    "DOLBY_MAT",
    "DOLBY_DDP_ATMOS",
    // ...
};

3.3 ALSA PCM 设备映射

PCM 设备	用途	备注
hw:0,0	系统音频输出	Primary output
hw:0,1	SPDIF 输出	数字音频
hw:0,2	TDM 输出	多通道音频
hw:0,3	eARC 输出	高带宽音频
hw:0,4	麦克风输入	录音

3.4 时钟配置

音频时钟管理位于 clks/ 目录，针对不同芯片有专门的时钟配置：

clks/
├── audio_clks.c      # 通用音频时钟
├── clk-s5.c          # S905X5 专用时钟
├── clk-g12a.c        # G12A 系列时钟
└── ...

关键时钟参数:

MCLK: 主时钟，通常为采样率的 256/512 倍
BCLK: 位时钟，= 采样率 × 位深 × 通道数
LRCLK: 帧时钟，= 采样率

4. Audio HAL 实现

4.1 HAL 架构

Audio HAL 位于 hardware/amlogic/audio/audio_hal/，实现 Android Audio HAL 3.0 接口。

plantuml

@startuml
package "Audio HAL" {
  [audio_hw.c] as HW
  [alsa_manager.c] as ALSA_MGR
  [audio_hw_ms12.c] as MS12_HW
  [audio_policy.c] as POLICY
  [earc_utils.c] as EARC
  [spdif_encoder_api.c] as SPDIF_API
}

[AudioFlinger] --> HW : audio_hw_device
HW --> ALSA_MGR : PCM 操作
HW --> MS12_HW : Dolby 处理
HW --> EARC : eARC 控制
HW --> SPDIF_API : SPDIF 编码

@enduml

4.2 核心数据结构

4.2.1 音频设备结构

// audio_hw.h:359-656
struct aml_audio_device {
    struct audio_hw_device hw_device;
    pthread_mutex_t lock;

    // 设备状态
    int mode;
    audio_devices_t in_device;
    audio_devices_t out_device;

    // PCM 设备句柄
    struct pcm *pcm_handle[ALSA_DEVICE_CNT];

    // Dolby MS12
    struct dolby_ms12_desc ms12;
    bool dolby_ms12_status;

    // DTS 解码器
    struct dca_dts_dec dts_hd;
    dtsx_dec_t dts_x;

    // 输出格式
    audio_format_t sink_format;
    audio_format_t optical_format;

    // 设备配置
    int digital_audio_mode;  // PCM/DD/DDP/AUTO
    bool spdif_enable;

    // ... 更多成员
};

4.2.2 输出流结构

// audio_hw.h:722-965
struct aml_stream_out {
    struct audio_stream_out stream;
    pthread_mutex_t lock;

    // 流配置
    struct audio_config audioCfg;
    struct pcm_config config;
    audio_format_t hal_format;
    unsigned int hal_rate;
    audio_output_flags_t flags;

    // 解码器
    aml_dec_t *aml_dec;

    // 同步
    audio_hwsync_t *hwsync;

    // 音量
    float volume_l;
    float volume_r;

    // ... 更多成员
};

4.3 支持的音频格式

// audio_hw.h:173-202
enum audio_hal_format {
    TYPE_PCM = 0,
    TYPE_DTS_EXPRESS = 1,
    TYPE_AC3 = 2,
    TYPE_DTS = 3,
    TYPE_EAC3 = 4,
    TYPE_DTS_HD = 5,
    TYPE_MULTI_PCM = 6,
    TYPE_TRUE_HD = 7,
    TYPE_DTS_HD_MA = 8,
    TYPE_PCM_HIGH_SR = 9,
    TYPE_AC4 = 10,
    TYPE_MAT = 11,
    TYPE_DDP_ATMOS = 12,
    TYPE_TRUE_HD_ATMOS = 13,
    TYPE_MAT_ATMOS = 14,
    TYPE_AC4_ATMOS = 15,
    TYPE_DTS_HP = 16,
    TYPE_AAC = 21,
    TYPE_HEAAC = 22,
    TYPE_DTSX = 23,
    TYPE_MPEGH = 24,
};

4.4 ALSA 设备类型

// audio_hw.h:255-262
typedef enum alsa_device {
    I2S_DEVICE = 0,      // I2S/TDM 输出
    DIGITAL_DEVICE,      // SPDIF A
    TDM_DEVICE,          // TDM 专用
    EARC_DEVICE,         // eARC 输出
    DIGITAL_DEVICE2,     // SPDIF B
    ALSA_DEVICE_CNT
} alsa_device_t;

4.5 关键 API

4.5.1 ALSA 管理接口

// alsa_manager.h
int aml_alsa_output_open(struct audio_stream_out *stream);
void aml_alsa_output_close(struct audio_stream_out *stream);
size_t aml_alsa_output_write(struct audio_stream_out *stream, void *buffer, size_t bytes);
int aml_alsa_output_pause(struct audio_stream_out *stream);
int aml_alsa_output_resume(struct audio_stream_out *stream);
int aml_alsa_output_get_latency(struct audio_stream_out *stream);

4.5.2 SPDIF 编码接口

// spdif_encoder_api.h
int aml_spdif_encoder_open(void **spdifenc_handle, audio_format_t format);
int aml_spdif_encoder_close(void *phandle);
int aml_spdif_encoder_process(void *phandle, const void *buffer, size_t numBytes,
                               void **output_buf, size_t *out_size);
int aml_spdif_encoder_mute(void *phandle, bool bmute);

4.6 音频流类型

// audio_hw.h:241-253
typedef enum stream_type {
    STREAM_PCM_NORMAL = 0,    // 普通 PCM 流 (混音)
    STREAM_PCM_DIRECT = 1,    // 直接 PCM 流
    STREAM_PCM_HWSYNC = 2,    // 硬件同步 PCM
    STREAM_RAW_DIRECT = 3,    // 直接 RAW 流
    STREAM_RAW_HWSYNC = 4,    // 硬件同步 RAW
    STREAM_PCM_PATCH = 5,     // PCM Patch
    STREAM_RAW_PATCH = 6,     // RAW Patch
    STREAM_PCM_MMAP = 7,      // MMAP 低延迟
    STREAM_PCM_DEEP_BUF = 8,  // 深缓冲
} stream_type_t;

5. AudioFlinger 服务

5.1 AudioFlinger 概述

AudioFlinger 是 Android 音频服务的核心，负责：

音频流管理
混音处理
音效处理
设备路由

代码位置: frameworks/av/services/audioflinger/AudioFlinger.cpp

5.2 音频线程类型

线程类型	用途	特点
MixerThread	混音线程	处理普通 PCM 流，支持混音
DirectOutputThread	直接输出线程	处理压缩音频或高采样率音频
OffloadThread	卸载线程	硬件解码，低功耗
DuplicatingThread	复制线程	同时输出到多个设备
MmapThread	MMAP 线程	AAudio 低延迟

5.3 音频策略配置

音频策略由 AudioPolicyManager 管理：

代码位置: frameworks/av/services/audiopolicy/managerdefault/AudioPolicyManager.cpp
配置文件: audio_policy_configuration.xml

6. Audio Policy 配置

6.1 配置文件位置

device/amlogic/common/audio/audio_policy_configuration_temp.xml

6.2 主要配置项

6.2.1 模块配置

xml

<module name="primary" halVersion="3.0">
    <attachedDevices>
        <item>Mute Device</item>
        <item>Speaker</item>
        <item>Built-In Mic</item>
        <item>Echo Reference</item>
        <item>Tuner</item>
    </attachedDevices>
    <defaultOutputDevice>Speaker</defaultOutputDevice>

6.2.2 MixPort 配置

MixPort	用途	Flags
primary output	主输出	PRIMARY
tunnel pcm	硬件同步 PCM	DIRECT, HW_AV_SYNC
compress offload	压缩音频卸载	DIRECT, COMPRESS_OFFLOAD
direct pcm	直接 PCM	DIRECT
mmap_no_irq_out	AAudio 低延迟	DIRECT, MMAP_NOIRQ

6.2.3 设备端口配置

xml

<devicePort tagName="HDMI Out" type="AUDIO_DEVICE_OUT_AUX_DIGITAL" role="sink"/>
<devicePort tagName="Spdif Out" type="AUDIO_DEVICE_OUT_SPDIF" role="sink">
    <gains>
        <gain name="gain_1" mode="AUDIO_GAIN_MODE_JOINT"
              minValueMB="-100000" maxValueMB="0"
              defaultValueMB="-6000" stepValueMB="100"/>
    </gains>
</devicePort>
<devicePort tagName="Speaker" type="AUDIO_DEVICE_OUT_SPEAKER" role="sink"/>

6.2.4 路由配置

xml

<routes>
    <route type="mix" sink="HDMI Out"
           sources="primary output,tunnel pcm,compress offload,direct output"/>
    <route type="mix" sink="Spdif Out"
           sources="primary output,tunnel pcm,compress offload"/>
    <route type="mix" sink="Speaker"
           sources="primary output,tunnel pcm,direct pcm"/>
</routes>

6.2.5 环绕声配置

xml

<surroundSound>
    <formats>
        <format name="AUDIO_FORMAT_AC3"/>
        <format name="AUDIO_FORMAT_E_AC3"/>
        <format name="AUDIO_FORMAT_E_AC3_JOC"/>
        <format name="AUDIO_FORMAT_DTS"/>
    </formats>
</surroundSound>

7. Dolby MS12 集成

7.1 MS12 概述

Dolby MS12 (Multistream Decoder) 是 Amlogic 平台集成的 Dolby 音频解决方案，提供：

Dolby Digital (AC3) 解码
Dolby Digital Plus (E-AC3) 解码
Dolby Atmos 支持
Dolby Audio Processing (DAP)
多流混音

7.1.1 编译时启用音频解码器

在产品的 mk 文件中配置需要启用的音频解码器：

配置文件 (device/amlogic/<product>/<product>.mk):

makefile

########################################################################
#                          Audio License Decoder
########################################################################

# Dolby MS12 版本 (1 或 2)
TARGET_DOLBY_MS12_VERSION := 2
ifeq ($(TARGET_DOLBY_MS12_VERSION), 2)
    TARGET_BUILD_DOLBY_MS12_V2 := true
else
    #TARGET_BUILD_DOLBY_MS12 := true
endif

# Dolby Digital Plus (E-AC3) 支持
TARGET_BUILD_DOLBY_DDP := true

# DTS-HD 支持 (与 Dolby DDP 二选一)
#TARGET_BUILD_DTSHD := true

注意事项:

Dolby 和 DTS 解码器需要相应的授权许可

启用 Dolby DDP 后可能需要更新解码库文件：

vendor/amlogic/common/prebuilt/libstagefrighthw/lib/libHwAudio_dcvdec.so

MS12 V2 提供更好的 Atmos 支持，推荐使用

7.2 代码位置

hardware/amlogic/audio/decoder/
├── libms12_v1/          # MS12 v1 版本
│   ├── include/
│   │   ├── dolby_ms12.h
│   │   ├── dolby_ms12_config_params.h
│   │   └── dolby_ms12_status.h
│   └── src/
│       ├── dolby_ms12.cpp
│       └── aml_audio_ms12.c
└── libms12_v24/         # MS12 v2.4 版本

7.3 MS12 配置等级

// audio_hw.h:339-343
enum ms12_config_leveler {
    MS12_CONFIG_Y = 0,  // 不支持 DAP
    MS12_CONFIG_X = 1,  // 支持 DAP，不支持 Atmos
    MS12_CONFIG_Z = 2,  // 支持 DAP 和 Atmos
};

7.4 MS12 核心 API

// dolby_ms12.h

// 获取 MS12 库句柄
int get_libdolbyms12_handle(char *dolby_ms12_path);
int release_libdolbyms12_handle(void);

// 初始化和释放
void *dolby_ms12_init(int argc, char **argv);
void dolby_ms12_release(void *dolby_mS12_pointer);

// 输入处理
int dolby_ms12_input_main(void *dolby_mS12_pointer,
                          const void *input_main_buffer,
                          size_t audio_stream_out_buffer_size,
                          int audio_stream_out_format,
                          int audio_stream_out_channel_num,
                          int audio_stream_out_sample_rate);

int dolby_ms12_input_associate(void *dolby_mS12_pointer,
                               const void *audio_stream_out_buffer,
                               size_t audio_stream_out_buffer_size,
                               int audio_stream_out_format,
                               int audio_stream_out_channel_num,
                               int audio_stream_out_sample_rate);

int dolby_ms12_input_system(void *dolby_mS12_pointer,
                            const void *audio_stream_out_buffer,
                            size_t audio_stream_out_buffer_size,
                            int audio_stream_out_format,
                            int audio_stream_out_channel_num,
                            int audio_stream_out_sample_rate);

7.5 MS12 数据流

plantuml

@startuml
skinparam componentStyle rectangle

[Main Input\n(Dolby/AAC/PCM)] as MAIN
[Associate Input\n(AD Track)] as ASSOC
[System Sound\n(UI/Notification)] as SYS
[App Sound\n(Game/Music)] as APP

[Dolby MS12] as MS12

[PCM Output\n(Speaker/HP)] as PCM_OUT
[DAP PCM Output\n(Post-processed)] as DAP_OUT
[Bitstream Output\n(HDMI/SPDIF)] as BS_OUT

MAIN --> MS12
ASSOC --> MS12
SYS --> MS12
APP --> MS12

MS12 --> PCM_OUT : stereo_pcm_output
MS12 --> DAP_OUT : dap_pcm_output
MS12 --> BS_OUT : bitstream_output

@enduml

7.6 MS12 输出回调

// audio_hw_ms12.h

// PCM 输出回调
int ms12_output(void *buffer, void *priv_data, size_t size,
                aml_ms12_dec_info_t *ms12_info);

// DAP 处理后 PCM 输出
int dap_pcm_output(void *buffer, void *priv_data, size_t size,
                   aml_ms12_dec_info_t *ms12_info);

// 立体声 PCM 输出
int stereo_pcm_output(void *buffer, void *priv_data, size_t size,
                      aml_ms12_dec_info_t *ms12_info);

// 比特流输出 (DD/DDP)
int bitstream_output(void *buffer, void *priv_data, size_t size);

7.7 MS12 配置参数

// dolby_ms12_config_params.h

// 设置音频流参数
void dolby_ms12_config_params_set_audio_stream_out_params(
    audio_output_flags_t flags,
    audio_format_t input_format,
    audio_channel_mask_t channel_mask,
    int sample_rate,
    audio_format_t output_format);

// 获取初始化参数
char **dolby_ms12_config_params_get_config_params(int *argc);

8. 音频输出通道

8.1 HDMI 音频输出

8.1.1 HDMI TX 架构

plantuml

@startuml
[Audio HAL] as HAL
[TDM Driver] as TDM
[SPDIF Driver] as SPDIF
[HDMI TX Controller] as HDMI_TX
[ARC/eARC Controller] as ARC

HAL --> TDM : I2S/PCM
HAL --> SPDIF : IEC61937
TDM --> HDMI_TX : I2S Interface
SPDIF --> HDMI_TX : SPDIF Interface
HDMI_TX --> ARC : Audio Return

note right of HDMI_TX
  支持格式:
  - 2ch PCM (最高 192kHz)
  - 8ch PCM (最高 192kHz)
  - DD/DDP (AC3/E-AC3)
  - TrueHD/MAT
  - DTS/DTS-HD
end note

@enduml

8.1.2 HDMI TX 源选择

// aml_audio_config.json 配置
{
    "HDMITX_Src_Select": 3,           // I2S 源选择
    "HDMITX_Multi_CH_Src_Select": 4   // 多通道源选择
}

8.2 eARC 音频输出

eARC (Enhanced Audio Return Channel) 提供高带宽音频回传能力。

8.2.1 eARC 特性

特性	ARC	eARC
带宽	~1 Mbps	~37 Mbps
PCM	2ch/48kHz	8ch/192kHz
DD	支持	支持
DDP	支持	支持
TrueHD	不支持	支持
DTS-HD MA	不支持	支持
Atmos	有损	无损

8.2.2 eARC API

// earc_utils.h
int earcrx_config_latency(struct mixer *pMixer, int latency);
int earctx_fetch_latency(struct mixer *pMixer);
int earcrx_config_cds(struct mixer *pMixer, char *cds_str);
int earctx_fetch_cds(struct aml_mixer_handle *amixer, char *cds_str,
                     int hex, struct aml_arc_hdmi_desc *hdmi_descs);

8.3 SPDIF 音频输出

8.3.1 SPDIF 特性

支持 IEC958 (PCM) 和 IEC61937 (压缩音频)
采样率: 32kHz, 44.1kHz, 48kHz, 96kHz, 192kHz
支持双 SPDIF 输出 (spdif_a + spdif_b)

8.3.2 支持的压缩格式

格式	IEC61937 包大小
AC3	0x1800 (6144 bytes)
E-AC3	0x6000 (24576 bytes)
DTS	根据帧大小
DTS-HD	HBR 模式

8.4 Speaker 输出 (I2S/TDM)

8.4.1 输出设备类型

// alsa_manager.h:42-49
typedef enum AML_AUDIO_OUT_DEV_TYPE {
    AML_AUDIO_OUT_DEV_TYPE_SPEAKER = 0,    // 扬声器
    AML_AUDIO_OUT_DEV_TYPE_SPDIF = 1,      // SPDIF
    AML_AUDIO_OUT_DEV_TYPE_HEADPHONE = 2,  // 耳机
    AML_AUDIO_OUT_DEV_TYPE_OTHER = 3,      // 其他
} aml_audio_out_dev_type_e;

8.4.2 TDM 配置

// 默认配置
#define OUTPUT_ALSA_SAMPLERATE  48000
#define PLAYBACK_PERIOD_COUNT   4
#define OUTPUT_BUFFER_SIZE      (6 * 1024)

9. 蓝牙音频

9.1 蓝牙音频架构

plantuml

@startuml
package "Audio HAL" {
  [BluetoothAudioPort] as BT_PORT
  [BluetoothAudioPortAidlOut] as BT_OUT
  [BluetoothAudioPortAidlIn] as BT_IN
}

package "Bluetooth HAL" {
  [BluetoothAudioProvider] as BT_PROVIDER
  [A2DP Encoder] as A2DP_ENC
  [LE Audio Codec] as LE_CODEC
}

package "Bluetooth Stack" {
  [A2DP Profile] as A2DP
  [HFP Profile] as HFP
  [LE Audio Profile] as LEA
}

BT_PORT <|-- BT_OUT
BT_PORT <|-- BT_IN
BT_OUT --> BT_PROVIDER
BT_IN --> BT_PROVIDER
BT_PROVIDER --> A2DP_ENC
BT_PROVIDER --> LE_CODEC
A2DP_ENC --> A2DP
LE_CODEC --> LEA

@enduml

9.2 支持的蓝牙音频协议

协议	用途	编码格式
A2DP	立体声音乐	SBC, AAC, LDAC, aptX
HFP	免提通话	CVSD, mSBC
LE Audio	低功耗音频	LC3
SCO	语音通话	CVSD

9.3 蓝牙音频 HAL (AIDL)

文件: hardware/amlogic/audio/audio_hal/audio_bt_hw.h

cpp

// 蓝牙流状态
enum class BluetoothStreamState : uint8_t {
    DISABLED = 0,  // 流关闭或挂起
    STANDBY,       // 待机
    STARTING,      // 启动中
    STARTED,       // 已启动
    SUSPENDING,    // 挂起中
    UNKNOWN,       // 未知
};

// 默认参数
constexpr unsigned int kBluetoothDefaultSampleRate = 44100;
constexpr audio_format_t kBluetoothDefaultAudioFormatBitsPerSample = AUDIO_FORMAT_PCM_16_BIT;

9.4 BluetoothAudioPort 接口

cpp

class BluetoothAudioPort {
public:
    // 初始化和清理
    virtual bool SetUp(audio_devices_t);
    virtual void TearDown();

    // 音频配置
    virtual bool LoadAudioConfig(audio_config_t*) const;

    // 流控制
    virtual bool Start();
    virtual bool Suspend();
    virtual void Stop();

    // 状态和信息
    virtual bool GetPresentationPosition(uint64_t*, uint64_t*, timespec*) const;
    virtual BluetoothStreamState GetState() const;

    // 数据传输
    virtual size_t WriteData(const void* buffer, size_t bytes) const;
    virtual size_t ReadData(void* buffer, size_t bytes) const;

    // 类型判断
    virtual bool IsA2dp() const;
    virtual bool IsLeAudio() const;
};

9.5 BLE 语音输入

项目支持 BLE 遥控器语音输入功能：

xml

<!-- audio_policy_configuration.xml -->
<devicePort tagName="BLE-In" type="AUDIO_DEVICE_IN_BLUETOOTH_BLE" role="source">
    <profile name="" format="AUDIO_FORMAT_PCM_16_BIT"
             samplingRates="16000" channelMasks="AUDIO_CHANNEL_IN_MONO"/>
</devicePort>

相关提交: feat(audio): Add BLE remote voice input support via BLEHID device

10. 项目音频配置

10.1 设备音频配置文件

不同产品的音频配置位于 device/amlogic/<product>/files/ 目录：

device/amlogic/
├── ohm_wv4/files/
│   ├── audio_policy_devices.xml      # 设备端口配置
│   ├── audio_effects.conf            # 音效配置
│   ├── aml_audio_config.json         # Amlogic 专有配置
│   └── aml_audio_config_soundbar.json
├── raman/files/
│   ├── audio_policy_devices.xml
│   ├── audio_policy_devices_sbr.xml  # Soundbar 配置
│   └── aml_audio_config.json
└── ...

10.2 aml_audio_config.json 配置

json

{
    "Dolby_MS12_Audio_Config": "y",        // MS12 DAP 开关
    "Dolby_DRC_Audio_Config": 0,           // Dolby DRC UI 开关
    "Passthrough_Audio_Config": 0,         // Passthrough 选项显示
    "Dts_DRC_Audio_Config": 0,             // DTS DRC UI 开关
    "HDMITX_Src_Select": 3,                // HDMI TX 源选择
    "HDMITX_Multi_CH_Src_Select": 4        // 多通道源选择
}

10.3 audio_policy_devices.xml 配置

xml

<audioPolicyConfiguration version="1.0">
    <attachedDevices>
        <item>Mute Device</item>
        <item>Speaker</item>
        <item>Built-In Mic</item>
        <item>Echo Reference</item>
        <item>Tuner</item>
    </attachedDevices>
    <devicePorts>
        <item>BT A2DP Headphones</item>
        <item>BT A2DP Speaker</item>
        <item>HDMI Out</item>
        <item>Spdif Out</item>
        <item>Speaker</item>
        <item>USB Device Out</item>
        <item>BLE-In</item>
        <item>BT SCO Headset Mic</item>
        <item>Built-In Mic</item>
    </devicePorts>
</audioPolicyConfiguration>

10.4 音频输出模式

系统支持多种数字音频输出模式：

// card.c:72-78
enum audio_digital_mode {
    AML_HAL_PCM = 0,     // 强制 PCM 输出
    AML_HAL_DD = 1,      // DD (AC3) 输出
    AML_HAL_AUTO = 2,    // 自动选择
    AML_HAL_BYPASS = 3,  // 直通模式
    AML_HAL_DDP = 4,     // DDP (E-AC3) 输出
};

11. 调试与问题排查

11.1 常用调试命令

11.1.1 查看音频设备状态

bash

# 查看 ALSA 声卡
adb shell cat /proc/asound/cards

# 查看 PCM 设备
adb shell cat /proc/asound/pcm

# 查看音频路由
adb shell dumpsys media.audio_flinger

# 查看音频策略
adb shell dumpsys media.audio_policy

11.1.2 TinyALSA 调试工具

bash

# 列出混音器控件
adb shell tinymix

# 播放 WAV 文件
adb shell tinyplay /sdcard/test.wav

# 录制音频
adb shell tinycap /sdcard/record.wav

# 查看 PCM 信息
adb shell tinypcminfo

11.1.3 音频属性调试

bash

# 查看音频相关属性
adb shell getprop | grep audio
adb shell getprop | grep dolby

# 设置调试属性
adb shell setprop vendor.media.audio.debug 1

11.2 日志分析

11.2.1 关键日志标签

标签	模块
audio_hw_hal_primary	Audio HAL 主模块
AudioFlinger	AudioFlinger 服务
AudioPolicyManager	音频策略管理
audio_hw_ms12	Dolby MS12
snd_tdm	TDM 驱动
snd_spdif	SPDIF 驱动

11.2.2 日志过滤

bash

# 查看 Audio HAL 日志
adb logcat -s audio_hw_hal_primary

# 查看 Dolby MS12 日志
adb logcat -s audio_hw_ms12

# 查看 ALSA 驱动日志
adb shell dmesg | grep -E "(snd_|aml_audio)"

11.3 常见问题排查

11.3.1 无声音输出

检查步骤:

确认音频路由配置正确
检查 ALSA 设备是否打开成功
确认音量未静音
检查 HDMI/SPDIF 连接状态

bash

# 检查音频路由
adb shell dumpsys media.audio_flinger | grep -A 20 "Output"

# 检查混音器音量
adb shell tinymix | grep -i volume

11.3.2 音视频不同步

可能原因:

hwsync 未正确配置
音频缓冲区过大
解码器延迟

调试方法:

bash

# 检查 hwsync 状态
adb shell cat /sys/class/tsync/pts_audio
adb shell cat /sys/class/tsync/pts_video

# 查看音频延迟
adb shell dumpsys media.audio_flinger | grep latency

11.3.3 Dolby/DTS 无法透传

检查项:

Sink 设备能力 (EDID)
输出模式配置 (AUTO/BYPASS)
MS12 配置参数

bash

# 查看 HDMI EDID
adb shell cat /sys/class/amhdmitx/amhdmitx0/edid

# 查看 sink 支持格式
adb shell dumpsys media.audio_policy | grep -A 10 "Output devices"

11.3.4 蓝牙音频断断续续

检查项:

蓝牙连接质量
A2DP 编码器配置
缓冲区设置

bash

# 查看蓝牙音频状态
adb shell dumpsys bluetooth_manager | grep -A 20 "A2DP"

11.4 音频数据抓取

bash

# 在 Audio HAL 层抓取数据
adb shell setprop vendor.media.audio.dump 1
# 数据保存到 /data/vendor/audiohal/

# 抓取 ALSA PCM 数据
adb shell cat /dev/snd/pcmC0D0p > /sdcard/audio_dump.pcm

12. 附录

12.1 相关提交记录

提交	描述
59f763d1884	feat(audio): Add BLE remote voice input support via BLEHID device
b2bd8c86802	audio: Add xsd DTS_UHD_P2 format
efa1f087630	audio: add aml feature of volume control
0a7a5607ed9	Audio: merge all auto patch from T to U
8a314980be6	audio: aac c2 codec, change the DRC Level
59b8e1e7cbb	audio: fix multi channel pcm stream can't pause issue
d517d2e43e8	fix: No audio output due to spdif disabled
ff1352f9b6f	audio: open CONFIG_CMD_SND for earc init
3ea1e4c13be	audio: fix submix stuck issues

12.2 关键源码文件索引

文件	路径	说明
audio_hw.c	hardware/amlogic/audio/audio_hal/	HAL 主入口
audio_hw.h	hardware/amlogic/audio/audio_hal/	HAL 头文件
alsa_manager.c/h	hardware/amlogic/audio/audio_hal/	ALSA 管理
audio_hw_ms12.c/h	hardware/amlogic/audio/audio_hal/	MS12 集成
tdm.c	common/.../sound/soc/amlogic/auge/	TDM 驱动
spdif.c	common/.../sound/soc/amlogic/auge/	SPDIF 驱动
card.c	common/.../sound/soc/amlogic/auge/	声卡驱动
dolby_ms12.h	hardware/amlogic/audio/decoder/libms12_v1/include/	MS12 API

12.3 参考文档

12.4 术语表

术语	全称	说明
ALSA	Advanced Linux Sound Architecture	Linux 高级音频架构
ASoC	ALSA System on Chip	嵌入式 ALSA 框架
DAI	Digital Audio Interface	数字音频接口
TDM	Time Division Multiplexing	时分复用
SPDIF	Sony/Philips Digital Interface	数字音频接口标准
eARC	Enhanced Audio Return Channel	增强音频回传通道
MS12	Multistream Decoder 12	Dolby 多流解码器
DAP	Dolby Audio Processing	Dolby 音频处理
HBR	High Bit Rate	高比特率
MMAP	Memory Mapped	内存映射 (低延迟)

音频子系统详解 ​

目录 ​

1. 概述 ​

1.1 文档目的 ​

1.2 适用范围 ​

1.3 音频子系统特性 ​

2. 音频子系统架构 ​

2.1 整体架构图 ​

2.2 数据流路径 ​

2.2.1 PCM 播放路径 ​

2.2.2 压缩音频播放路径 (Dolby/DTS) ​

2.2.3 Passthrough 路径 ​

2.3 关键组件说明 ​

3. ALSA 驱动框架 ​

3.1 驱动架构 ​

3.2 核心驱动模块 ​

3.2.1 TDM (Time Division Multiplexing) 驱动 ​

3.2.2 SPDIF 驱动 ​

3.2.3 eARC 驱动 ​

3.2.4 Sound Card 驱动 ​

3.3 ALSA PCM 设备映射 ​

3.4 时钟配置 ​

4. Audio HAL 实现 ​

4.1 HAL 架构 ​

4.2 核心数据结构 ​

4.2.1 音频设备结构 ​

4.2.2 输出流结构 ​

4.3 支持的音频格式 ​

4.4 ALSA 设备类型 ​

4.5 关键 API ​

4.5.1 ALSA 管理接口 ​

4.5.2 SPDIF 编码接口 ​

4.6 音频流类型 ​

5. AudioFlinger 服务 ​

5.1 AudioFlinger 概述 ​

5.2 音频线程类型 ​

5.3 音频策略配置 ​

6. Audio Policy 配置 ​

6.1 配置文件位置 ​

6.2 主要配置项 ​

6.2.1 模块配置 ​

6.2.2 MixPort 配置 ​

6.2.3 设备端口配置 ​

6.2.4 路由配置 ​

6.2.5 环绕声配置 ​

7. Dolby MS12 集成 ​

7.1 MS12 概述 ​

7.1.1 编译时启用音频解码器 ​

7.2 代码位置 ​

7.3 MS12 配置等级 ​

7.4 MS12 核心 API ​

7.5 MS12 数据流 ​

7.6 MS12 输出回调 ​

7.7 MS12 配置参数 ​

8. 音频输出通道 ​

8.1 HDMI 音频输出 ​

8.1.1 HDMI TX 架构 ​

8.1.2 HDMI TX 源选择 ​

8.2 eARC 音频输出 ​

8.2.1 eARC 特性 ​

8.2.2 eARC API ​

8.3 SPDIF 音频输出 ​

8.3.1 SPDIF 特性 ​

8.3.2 支持的压缩格式 ​

8.4 Speaker 输出 (I2S/TDM) ​

8.4.1 输出设备类型 ​

8.4.2 TDM 配置 ​

9. 蓝牙音频 ​

9.1 蓝牙音频架构 ​

9.2 支持的蓝牙音频协议 ​

9.3 蓝牙音频 HAL (AIDL) ​

9.4 BluetoothAudioPort 接口 ​

9.5 BLE 语音输入 ​

10. 项目音频配置 ​

10.1 设备音频配置文件 ​

10.2 aml_audio_config.json 配置 ​

10.3 audio_policy_devices.xml 配置 ​

10.4 音频输出模式 ​

11. 调试与问题排查 ​

11.1 常用调试命令 ​

音频子系统详解

目录

1. 概述

1.1 文档目的

1.2 适用范围

1.3 音频子系统特性

2. 音频子系统架构

2.1 整体架构图

2.2 数据流路径

2.2.1 PCM 播放路径

2.2.2 压缩音频播放路径 (Dolby/DTS)

2.2.3 Passthrough 路径

2.3 关键组件说明

3. ALSA 驱动框架

3.1 驱动架构

3.2 核心驱动模块

3.2.1 TDM (Time Division Multiplexing) 驱动

3.2.2 SPDIF 驱动

3.2.3 eARC 驱动

3.2.4 Sound Card 驱动

3.3 ALSA PCM 设备映射

3.4 时钟配置

4. Audio HAL 实现

4.1 HAL 架构

4.2 核心数据结构

4.2.1 音频设备结构

4.2.2 输出流结构

4.3 支持的音频格式

4.4 ALSA 设备类型

4.5 关键 API

4.5.1 ALSA 管理接口

4.5.2 SPDIF 编码接口

4.6 音频流类型

5. AudioFlinger 服务

5.1 AudioFlinger 概述

5.2 音频线程类型

5.3 音频策略配置

6. Audio Policy 配置

6.1 配置文件位置

6.2 主要配置项

6.2.1 模块配置

6.2.2 MixPort 配置

6.2.3 设备端口配置

6.2.4 路由配置

6.2.5 环绕声配置

7. Dolby MS12 集成

7.1 MS12 概述

7.1.1 编译时启用音频解码器

7.2 代码位置

7.3 MS12 配置等级

7.4 MS12 核心 API

7.5 MS12 数据流

7.6 MS12 输出回调

7.7 MS12 配置参数

8. 音频输出通道

8.1 HDMI 音频输出

8.1.1 HDMI TX 架构

8.1.2 HDMI TX 源选择

8.2 eARC 音频输出

8.2.1 eARC 特性

8.2.2 eARC API

8.3 SPDIF 音频输出

8.3.1 SPDIF 特性

8.3.2 支持的压缩格式

8.4 Speaker 输出 (I2S/TDM)

8.4.1 输出设备类型

8.4.2 TDM 配置

9. 蓝牙音频

9.1 蓝牙音频架构

9.2 支持的蓝牙音频协议

9.3 蓝牙音频 HAL (AIDL)

9.4 BluetoothAudioPort 接口

9.5 BLE 语音输入

10. 项目音频配置

10.1 设备音频配置文件

10.2 aml_audio_config.json 配置

10.3 audio_policy_devices.xml 配置

10.4 音频输出模式

11. 调试与问题排查

11.1 常用调试命令