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2.Linux应用开发第八章ALSA应用开发

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       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，无弹窗加群源码源码如教育、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、建站上传源码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，视频连麦源码可以显示图像，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。

       想要了解更多样例源码和接口详解，可访问升腾社区文档中心和香橙派AIpro学习资源一站式导航。提升你的AIpro开发经验，探索更多可能！

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数字信号，由自然音源得到的音频信号必须经过一定的变换，成为数字音频信号之后，才能送到计算机中作进一步的处理。

       数字音频系统通过将声波的体彩app源码搭建波型转换成一系列二进制数据，来实现对原始声音的重现，实现这一步骤的设备常被称为（A/D）。A/D转换器以每秒钟上万次的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状态，通常称之为样本（sample），而每一秒钟所采样的数目则称为采样频率，通过将一串连续的样本连接起来，就可以在计算机中描述一段声音了。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，最重要的链接无法获取源码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。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，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...