3.2.1 音频使用指南
音频模块基于标准 alsa 框架进行开发，用户空间使用开源代码 alsa-lib 提供的库和二进制 bin 进行功能测试。该章节基于此说明音频功能测试的基本方法。
alsa-lib 介绍
由于 S100/S600都是基于 alsa 实现，因此接口使用统一，区别仅在于参数配置的不同，以下说明常用参数配置含义以及测试参考命令。
arecord/aplay 参数介绍
- 常用参数说明
| 参数 | 说明 | 引申含义 |
|---|---|---|
| -D | 指定设备节点信息。通过 hw:x,x 设置 | x,x 分别对应声卡号和设备号 |
| -c | Channel：声道数，分为单声道 mono 和立体声 stereo，还有多声道如 8/16 通道通道数 | |
| -r | Rate：又称 sample rate，采样率，即每秒的采样次数 | |
| -f | 样本长度 | 常见位宽格式设置：U8/S16_LE/S32_LE |
| -t | 文件类型。 | 包含 wav、voc、raw 等 |
| -d | 录音时间（以秒为单位）。录制指定时长后结束 | |
| --period-size | 每次硬件中断处理音频数据的帧数 | |
| --buffer-size | 数据缓冲区大小 | |
| -I | 非交错方式 |
-
常用命令
- 列出声卡和数字音频设备信息
arecord -l
aplay -l- 硬件支持能力
arecord --dump-hw-params -Dhw:0,0
aplay --dump-hw-params -Dhw:0,1 /dev/zero- 回环测试命令
arecord -Dhw:0,0 -c 2 -r 48000 -f S16_LE -t wav -d 10 | aplay -Dhw:0,1- 非交错方式数据存储。注意：非交错存储的数据是 PCM 裸流
arecord -Dhw:0,0 -c 2 -r 48000 -f S16_LE -t wav -d 5 -I 0
aplay -Dhw:0,1 -c 2 -r 48000 -f S16_LE -t wav -I 0- 交错方式数据存储
arecord -Dhw:0,0 -c 2 -r 16000 -f S16_LE -t wav -d 5 test.wav
aplay -Dhw:0,1 test.wav
控制命令
- 查询当前 codec 的所有 control 信息以及对应值
amixer scontrols
amixer scontents
- 参数调整
比如调整播放音量值
amixer sset 'DAC' 120 //设置
amixer sget 'DAC' //获取
默认声卡/设备号是0,0，如果实际场景接入多个声卡设备，需要通过-D，-c 指定设备、声卡号。
确认当前要调整的声卡/设备号方法：
- arecord -l
**** List of CAPTURE Hardware Devices ****
card 0: s100snd2 [s100snd2], device 0: s100dailink0 ES7210 4CH ADC 0-0 []
Subdevices: 1/1
Subdevice #0: subdevice #0
- /proc/asound/cards 节点
root@ubuntu:/userdata# cat /proc/asound/cards
0 [s100snd2 ]: s100snd2 - s100snd2
s100snd2
应用空间接口
API 描述及使用参考官方文档介绍：https://www.alsa-project.org/alsa-doc/alsa-lib/pcm_2pcm_8c.html
适配音频子板介绍
S100
Audio Driver HAT REV2
使用准备
S100适配微雪电子生产的音频转接板，通过40PIN 实现和 S100开发板连接。子板介绍和具体连接方法参考：音频子板使用说明
设备节点
该音频板接入 S100加载驱动后，生成的设备节点：
-
pcmC0D0c：录音
-
pcmC0D1p：播放
-
controlC0：控制
功能测试
- 录音
arecord -Dhw:0,0 -c 2 -r 48000 -f S16_LE -t wav -d 5 test.wav
表示录制5s，48k/2ch/16bit 位宽的 wav 音频文件。数据格式用户可以根据自己的需求调整并设置。
- 播放
aplay -Dhw:0,1 test.wav
表示播放一个 wav 文件，数据格式会解析 wav 文件头获取并写入驱动
音频回采测试
音频回采功能可用于采集播放通道的信号，便于做回声消除等。以下介绍以 Audio Driver HAT REV2音频板为示例说明。
-
8通道麦克风录音（含回采） Audio Driver HAT REV2音频板的回采信号映射在录音通道 7 和 8 。需使用 8 通道录音命令（如果使用同一个 I2S ，需要保持通道数、位深、采样率对齐，这款转接板根据拨码开关固定了一路 I2S）：
arecord -Dhw:0,0 -c 8 -r 48000 -f S16_LE -t wav -d 5 ./8chn_test.wav --period-size=256 --buffer-size=1024 -
同时启动格式对齐的8通道音频播放
aplay -Dhw:0,1 1khz.wav --period-size=1024 --buffer-size=1024这个
1khz.wav可以是自己制作的格式对齐的正弦波音频文件，这样方便分析。 -
分析回采信号 录制完成后，可使用如 Audacity 等音频分析软件，打开
8chn_test.wav，查看第 7 、 8 通道的频谱频率是否符合预期，验证回采功能是否正常。
常见问题排查
- 若未检测到声卡，请检查硬件连接和拨码开关设置是否正确。
- 若录音或播放无声，请确认音频文件格式、通道数与命令参数一致。
- 若回采通道无信号，请确认已正确使用 8 通道录音命令，如果是使用了同一组 I2S ，请确认数据格式是否一致。
音频回采测试
音频回采功能可用于采集播放通道的信号，便于做回声消除等。以下介绍以 Audio Driver HAT REV2音频板为示例说明。
-
8通道麦克风录音（含回采） Audio Driver HAT REV2音频板的回采信号映射在录音通道 7 和 8 。需使用 8 通道录音命令（如果使用同一个 I2S ，需要保持通道数、位深、采样率对齐，这款转接板根据拨码开关固定了一路 I2S）：
arecord -Dhw:0,0 -c 8 -r 48000 -f S16_LE -t wav -d 5 ./8chn_test.wav --period-size=256 --buffer-size=1024 -
同时启动格式对齐的8通道音频播放
aplay -Dhw:0,1 1khz.wav --period-size=1024 --buffer-size=1024这个
1khz.wav可以是自己制作的格式对齐的正弦波音频文件，这样方便分析。 -
分析回采信号 录制完成后，可使用如 Audacity 等音频分析软件，打开
8chn_test.wav，查看第 7 、 8 通道的频谱频率是否符合预期，验证回采功能是否正常。
常见问题排查
- 若未检测到声卡，请检查硬件连接和拨码开关设置是否正确。
- 若录音或播放无声，请确认音频文件格式、通道数与命令参数一致。
- 若回采通道无信号，请确认已正确使用 8 通道录音命令，如果是使用了同一组 I2S ，请确认数据格式是否一致。
S600
USB 声卡
适配的 USB 声卡官网使用说明文档：https://wiki.seeedstudio.com/respeaker_xvf3800_introduction
USB 声卡验证说明：
- 无需额外编译驱动和使能配置项。
- 参考官网说明文档，将设备和 S600连接。
- 功能验证说明如下：
ls /dev/snd 查看是否有
pcmC*D*节点。有说明 usb 声卡加载成功
查看声卡支持属性
arecord -Dhw:1,0 --dump-hw-params
通过这一步，我们可以了解到该 USB 声卡支持配置的通道数/采样率/位宽属性值，进而在测试录音/播放功能时指定相关参数。
录音命令
arecord -Dhw:1,0 -c 2 -r 16000 -f S16_LE -t wav -d 10 test.wav
播放命令
aplay -Dhw:1,0 test.wav
其他声卡
S600预留了14PIN，包含 I2S/I2C 接口。
当前仅支持通过杜邦线方式与音频子板进行连接。连接时请注意以下事项：
-
14PIN 接口的 IO 电压为1.8V。若音频子板使用 IO 电压是3.3V，需通过电平转换或电源转换芯片进行适配，避免直接连接导致器件损坏。
-
除 I2S/I2C 信号线外，还必须正确连接 GND 及 VCC，以确保音频子板正常工作。