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早期Linux版本采用的是OSS框架#xff0c;它也是Unix及类Unix系统中广泛使用的一种音频体系。
ALSA是Linux社区为了取代OSS而提出的一种框架#xff0c;是一个源代码完全开放的系统(遵循GNU GPL和GNU LGPL)。ALSA在Kernel 2.5版本中被正式引入后#xff0c;OSS就逐步…导入
早期Linux版本采用的是OSS框架它也是Unix及类Unix系统中广泛使用的一种音频体系。
ALSA是Linux社区为了取代OSS而提出的一种框架是一个源代码完全开放的系统(遵循GNU GPL和GNU LGPL)。ALSA在Kernel 2.5版本中被正式引入后OSS就逐步被排除在内核之外。
从Linux 2.6 开始ALSA成了Linux系统默认的音频框架。
ALSA主要由下表所示的几个部分组成 Element Description alsa-driver 内核驱动包 alsa-lib 用户空间的函数库 alsa-utils 包含了很多实用的小程序比如 alsactl:用于保存设备设置 amixer:是一个命令行程序用于声量和其它声音控制 alsamixer:amixer的ncurses版 acconnect和aseqview:制作MIDI连接以及检查已连接的端口列表 aplay和arecord:两个命令行程序分别用于播放和录制多种格式的音频 alsa-tools 包含一系列工具程序 alsa-firmware 音频固件支持包 alsa-plugins 插件包比如jack,pulse,maemo alsa-oss 用于兼容OSS的模拟包 pyalsa 用于编译python版本的alsa lib 在Android中精简了ALSA库中不需要的代码并将库的名称改为libtinyalsa.so目前libtinyalsa.so中只提供两种基本APIpcm和mixer Android 系统中音频框架 在 Android 系统中音频通路由应用程序、系统组件和设备驱动程序等多个层次构成 应用程序 应用程序是最接近用户的层次通过该层次可以实现不同的音频功能例如录制声音、播放音乐、电话通话等。应用程序通过调用 Android 框架提供的相应 API 来控制音频数据的采集、传输和输出并将信号传递给下一层别系统。 | 音频处理模块 Android 中提供了不少音频处理模块如 OpenSL ES、AudioTrack、AudioRecord、MediaRecorder等这些模块可完成音频编解码、降噪、混响、均衡器等处理操作。在 Android 中音频处理模块都基于 Java 和 C 实现在处理音频数据时需要调用底层的音频驱动程序和 HAL 进行数据交换等。 | 音频抽象层 (HAL) 音频抽象层 (HAL) 位于音频处理模块和音频硬件驱动之间其作用是对 Android 音频框架进行抽象将上层的请求转发到底层的音频驱动程序中实现。不同的音频 HAL 对应不同的音频处理器需要根据具体情况进行开发和配置。 | 音频设备驱动程序 音频设备驱动程序位于 HAL 和底层音频硬件之间其作用是实现 Android 音频框架和硬件之间的数据通信和控制。每个音频设备有一个特定的硬件驱动程序并包含输入通路 (IN) 和输出通路 (OUT) 两个方面。 | 底层硬件 底层硬件是实现音频通路的最终载体包括声卡、编解码器、扬声器、麦克风等多种类型的物理硬件组件。在 Android 设备中这些硬件会接入到不同的总线中如 PCM/I2SAC97 等并由相应的音频驱动程序进行控制和管理。 AudioRecord 是如何从音频抽象层获取数据的 调用 Java API 应用程序通过 Java API 创建并初始化 AudioRecord 对象指定了音频源采样率、通道数等参数。 | JNI接口调用 Java 层面通过 JNI 接口调用 C 层面的 AudioRecord JNI 方法JNI 方法会根据 Java 提供的参数来构造打开音频设备并启动数据传输。 | 引擎回调方式 AudioRecord 采用了引擎回调方式即向 AudioRecord 注册一个回调函数 onRecordFrameAvailable()。当有可用的音频数据时底层音频驱动就会调用该回调函数将数据传递回 Java 层面。 | 音频采集和缓冲 在音频采集过程中音频硬件驱动程序会将原始模拟信号转化为数字信号并存储在音频输入缓冲区或 FIFO 中等待处理。AudioRecord 将预先分配的缓冲区与输入写入的音频数据进行交替处理以确保连续不断地读取音频数据 | 数据处理和返回 上述步骤完成后数据经过采样、量化等处理后被转换成 PCM 码流并存储在 AudioRecord 的缓冲区中。当缓冲区满或数据达到阈值时数据回溯至JNI层面在此处再被转化为 Java NIO 中的 ByteBuffer 类型并通过 JniEnv 调用Java函数汇报读取完毕。 由于 Android 平台支持多种音频硬件驱动和 HAL 层因此 AudioRecord 获取数据的具体实现可能与不同硬件平台、音频架构和应用程序的编写有关例如底层 DMA 机制和 ADC/DAC 设计
