Linux实现音频录放

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一、原理简述


在Linux下，录音——从dsp设备读取数据，放音——向dsp设备写入数据。


开发板采用声卡UDA1341实现音频编解码，完成A/D和D/A转换，芯片UDA1341与CPU的连接图如下：






 


为了实现全双工，数据传输需要使用两个DMA通道。以音频回放为例，数据传输先由内部总线送到内存， 然后传到DMA控制器通道1，再通过IIS控制器写入IIS总线并传输给音频芯片，通道2用来录音。


Linux下PCI设备驱动程序之注册详解 http://www.linuxidc.com/Linux/2014-02/97074.htm


裸机驱动与Linux设备驱动的区别 http://www.linuxidc.com/Linux/2013-08/88799.htm


Linux设备驱动开发详解(第2版)源代码 下载 http://www.linuxidc.com/Linux/2013-07/86977.htm


Linux设备驱动开发详解(第2版)高清PDF http://www.linuxidc.com/Linux/2013-07/86976.htm


二、WAV文件


WAVE是录音时用的标准的Windows文件格式，文件的扩展名为“wav”，数据本身的格式为PCM或压缩型，属于无损音乐格式的一种,符合RIFF(Resource Interchange File Format）规范。所有的WAV都有一个文件头，这个文件头音频流的编码参数。数据块的记录方式是小端（little-endian）字节顺序，标志符并不是字符串而是单独的符号






以采样率为8kHz，量化位数为16，单通道的record.wav文件为例，文件前三行信息如下：






第一列表示地址，一行表示16个字节。


0x52,0x49,0x46,0x46 //“RIFF”4个字符对应的ASCII码值


0x57,0x41,0x56,0x45,0x66,0x6D,0x74,0x20 //“WAVEfmt ”各个字符对应的ASCII码值


0x10,0x00,0x00,0x00,0x01,0x00,0x01,0x00//sizeof(PCMWAVEFORMAT)4Byte，格式类别2B，通道数1B（声道）


0x40,0x1F,0x00,0x00,0x80,0x3E,0x00,0x00， //采样频率0X0001F40= 8kHZ（8000Hz）4B，0x00003E80B/s=16kB/s 4B


0x02,0x00,0x10,0x00,0x64,0x61,0x74,0x61};//数据调整数0x0002（1*16/8）2B，即一个采样点所占的字节数，样本数据位数0x10（16位）2B，即一个采样点所表示的位数 “data”4B


地址000014H~000017H的值：2400 01 00即十六进制0x00010024，对应十进制65572（65536+36），表示从0x08开始到文件尾的总字节数；


地址000028H~00002BH的值：0080 0C 00即十六进制0x00010000，对应十进制65536，表示采样数据总数。


录音测试命令：cat /dev/sound/dsp > audio.wav


使用cat命令生成的audio.wav是一个PCM纯音频文件：






通过添加wav文件头，可以生成一个标准的wav音频文件：






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