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| 导读 | 嵌入式产品开发中经常遇到音频的输入输出问题，如何为其添加“喇叭”、“麦克风”设备呢？本文将简单介绍 ARM+Linux 产品中的音频解决方案。 |
我们先认识下 I2S（Inter-IC Sound）总线。I2S 又称集成电路内置音频总线，该总线专门用于音频设备之间的数据传输，广泛应用于各种多媒体系统。它采用了沿独立的导线传输时钟与数据信号的设计，通过将数据和时钟信号分离，有效避免因时差诱发的失真。
以 HDG2L-IoT 评估套件为例，RZ/G2L 处理器提供至少一路 I2S 总线，通过该总线与音频编解码芯片（IC 型号 WM8960）连接，用于提供高质量的录音播音功能。音频模块的硬件部署如下所示。
G2L 核心板与 WM8960 的音频通讯引脚如下所示：
在 Linux 系统的音频编解码驱动中，通过 I2C 通讯接口与音频 IC 通讯，把音频 IC 内的各个功能寄存器抽象成音频控件，这样用户即可在 User 空间内直接调整 IC 内的参数。I2S 音频引脚，则是数字信号发送、接收的通道。
播音时，音频 IC 接收到数字信号后则转换为模拟信号发送出去，录音时，音频 IC 把收到的音频模拟量转换为数字量，发送给处理器。
ALSA 是 linux 的主流音频体系结构，它包含内核驱动集合，API 库和工具对 Linux 声音进行支持，应用程序只要调用 alsa-lib 提供的 API，即可以完成对底层音频硬件的控制。
Linux 通过 alsa 库以及 alsa 工具管理音频 IC 的控件，通过“amixer controls”列出当前系统内的音频控制项：
音频功能的关键控件信息如下所示。（录音通道、播音通道、耳机音量大小、喇叭音量大小）。
在开发板下，运行 aplay 程序可以对音频播放进行测试。在测试前，需要将耳机插入开发板的耳机插孔中。
为测试基于 I2S 的音频输出接口，在命令行下执行如下命令：
其中 2.wav 为需要播放的音频文件，且此处假定 2.wav 位于 /home/root/audios 目录下。
在进行音频播放时，对于基于 I2S 的音频输出接口，可以使用 amixer 程序对音量进行调节。使用 amixer 程序对耳机播放音量进行调节的命令行格式为：
其音量值取值范围在 0~127 之间，127 表明最大音量。例如要将音量设置为 100，可在命令行下执行如下命令：
将扬声器接入 HDG2L-IOT 开发板的左右声道插座中，在播放音频前可先设置扬声器播放音量以及总音量，然后播放音频文件：
录音功能需设置录音控件的参数，如下所示。
用 arecord 命令录音并保存为“/tmp/t.wav”，然后用 aplay 命令回放进行验证。
由于当前的麦克风输出信号仅接到了音频处理的 Left 端作为输入，所以播放录音文件时仅左声道有输出，若希望将麦克风输出信号同时记录在左右声道可做如下设置：
将“ADC Data Output Select”设定为 1，其值含义为“Left Data = Left ADC; Right Data = Left ADC”。
由上可知，音频编解码芯片在 Linux 系统中以控件的形式存在，内部的参数一般只记录在内存中，当系统掉电时，修改的参数就会消失，所以需要保存和恢复指令将上次的参数保存在配置文件中。
alsa 的配置文件为：/var/lib/alsa/asound.state
控件修改后的写入操作如下所示。
alsactl store控件恢复参数的操作如下所示（注：重启板子后会自动读取配置文件）。
alsactl restore
