DSP

Linux对于录音

2019-07-13 16:20发布

一、原理简介 在Linux下,记录——从dsp读取数据。播放——至dsp设备写入数据。 开发板採用声卡UDA1341实现音频编解码,完毕A/D和D/A转换,芯片UDA1341与CPU的连接图例如以下: 为了实现全双工,传输数据须要使用两个DMA通道。以音频回放为例,传输数据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。 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。全部的WAV都有一个文件头,这个文件头音频流的编码參数。数据块的记录方式是小端(little-endian字节顺序,标志符并非字符串而是单独的符号
採样率为8kHz,量化位数为16,单通道的record.wav文件为例,文件前三行信息例如以下:
第一列表示地址,一行表示16个字节。 0x52,0x49,0x46,0x46   //“RIFF”4个字符相应的ASCII码值 0x57,0x41,0x56,0x45,0x66,0x6D,0x74,0x20  //“WAVEfmt ”各个字符相应的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, //採样频率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,即一个採样点所占的字节数。样本数据位数0x10(16位)2B,即一个採样点所表示的位数    “data”4B 地址000014H~000017H的值:2400 01 00即十六进制0x00010024,相应十进制65572(65536+36),表示从0x08開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,相应十进制65536,表示採样数据总数。 录音測试命令: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:
通过加入wav文件头,能够生成一个标准的wav音频文件:
三、Linux下实现录放音 注意驱动程序中的默认參数,应用程序能够通过ioctl()函数设置新的取值。
Open()函数:採用何种模式对声卡进行操作也必须在打开设备时指定,对于不支持全双工的声卡来说,应该使用仅仅读或者仅仅写的方式打开。仅仅有那些支持全双工的声卡。才干以读写的方式打开,这还依赖于驱动程序的详细实现。open_mode有三种选择:O_RDONLY。O_WRONLY和O_RDWR,分别表示仅仅读、仅仅写和读写。OSS建议尽量使用仅仅读或仅仅写。仅仅有在全双工的情况下(即录音和放音同一时候)才使用读写模式。Linux 同意应用程序多次打开或者关闭与声卡相应的设备文件,从而可以非常方便地在放音状态和录音状态之间进行切换。 注意,用户始终要读/写一个完整的採样。比如一个16-bit的立体声模式下。每一个採样有4个字节。所以应用程序每次必须读/写4的倍数个字节。 源代码例如以下: #include #include #include #include #include #include #include #define LENGTH 3 // 存储秒数 #define RATE 44100 // 採样频率 #define SIZE 16 // 量化位数 #define CHANNELS 2 // 声道数目 /* 用于保存数字音频数据的内存缓冲区*/ unsigned charbuf[LENGTH*RATE*SIZE*CHANNELS/8]; int main() { intfd; // 声音设备的文件描写叙述符 intarg; // 用于ioctl调用的參数 intstatus; // 系统调用的返回值 /*打开声音设备 */ fd= open("/dev/sound/dsp", O_RDONLY); if(fd< 0) { perror("openof /dev/sound/dsp failed"); exit(1); } /*设置採样时的量化位数 */ arg= SIZE; status= ioctl(fd, SOUND_PCM_WRITE_BITS, &arg); if(status== -1) perror("SOUND_PCM_WRITE_BITSioctl failed"); if(arg!= SIZE) perror("unableto set sample size"); /*设置採样时的声道数目 */ arg= CHANNELS; status= ioctl(fd, SNDCTL_DSP_STEREO, &arg); if(status== -1) perror("SNDCTL_DSP_STEREOioctl failed"); if(arg!= CHANNELS) perror("unableto set number of channels"); /*设置採样时的採样频率 */ arg= RATE; status= ioctl(fd, SNDCTL_DSP_SPEED, &arg); if(status== -1) perror("SNDCTL_DSP_SPEEDioctl failed"); if(arg!= RATE) perror("unableto set rate"); printf("Saysomething: "); status= read(fd, buf, sizeof(buf)); //recording if(status!= sizeof(buf)) perror("readwrong number of bytes"); printf("Yousaid: "); close(fd); fd= open("/dev/sound/dsp", O_WRONLY); if(fd< 0) { perror("openof /dev/sound/dsp failed"); exit(1); } /*设置採样时的量化位数 */ arg= SIZE; status= ioctl(fd, SOUND_PCM_WRITE_BITS, &arg); if(status == -1) perror("SOUND_PCM_WRITE_BITS ioctl failed"); if(arg != SIZE) perror("unable toset sample size"); /*设置採样时的声道数目 */ arg = CHANNELS; status = ioctl(fd, SNDCTL_DSP_STEREO,&arg); if(status == -1) perror("SNDCTL_DSP_STEREO ioctl failed"); if(arg != CHANNELS) perror("unable toset number of channels"); /* 设置採样时的採样频率 */ arg = RATE; status = ioctl(fd,SNDCTL_DSP_SPEED, &arg); if(status == -1) perror("SNDCTL_DSP_SPEED ioctl failed"); if(arg != RATE) perror("unable toset rate"); status= write(fd, buf, sizeof(buf)); //playing if(status!= sizeof(buf)) perror("wrotewrong number of bytes"); close(fd); return0; } 程序中的注意点是open()函数的參数设置,之前採用參数O_RDWR,结果放音时总是出现错误。详细出错原因可能与驱动程序的设置有关。本设计中。正确的设置是当recording时,选择O_RDONLY,什么时候playing时间。选择O_WRONLY